(57)【要約】【課題】複数種類の光ディスクに対して互換性を有する共に、高密度光ディスクに対する情報の記録／再生時に、プラスチックレンズを含む対物光学系において環境温度変化に伴って発生する球面収差変化を補正することができる光ピックアップ光学系、光ピックアップ装置及び光情報記録再生装置を提供する。【解決手段】本発明の光ピックアップ光学系は、４５０ｎｍ以下の第１光束を射出する第１光源と対物光学系との間の光路中に配設される、ガラスレンズと屈折力が正であるプラスチックレンズとからなる収差補正光学系を備える。そして、第１光束を用いて第１光ディスクに対する情報の記録及び／又は再生を行う場合の、対物光学系の温度上昇に伴う球面収差の変化率ΔＳＡ／ΔＴが以下の（１）式を満たす。ΔＳＡ／ΔＴ＞０（１）【選択図】図１
2005129204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
４５０ｎｍ以下の第１光束を射出する第１光源と、６３０ｎｍ乃至６８０ｎｍの範囲内の第２光束を射出する第２光源と、の波長が互いに異なる少なくとも２種類の光源と、前記波長が互いに異なる少なくとも２種類の光源から射出された光束を記録密度が互いに異なる少なくとも２種類の光ディスクの情報記録面上に集光するための対物光学系と、前記第１光源と前記対物光学系との間の光路中に配設され、少なくとも２つのレンズ群から構成された収差補正光学系とから構成される光ピックアップ光学系であって、
前記対物光学系は、近軸における屈折力が正であるプラスチックレンズを少なくとも１つ有し、
前記収差補正光学系は、ガラスレンズと、近軸における屈折力が正であるプラスチックレンズとを少なくとも１つずつ有し、
前記記録密度が互いに異なる少なくとも２種類の光ディスクのうち、前記第１光束により情報の記録及び／又は再生を行う光ディスクを第１光ディスクとしたとき、
前記第１光ディスクに対する情報の記録及び／又は再生を行う場合の、前記対物光学系の温度上昇に伴う球面収差の変化率ΔＳＡ／ΔＴが以下の（１）式を満たすことを特徴とする光ピックアップ光学系。
ΔＳＡ／ΔＴ＞０                                              （１）
【請求項２】
前記第１光源と前記収差補正光学系との間の光路中に配設された、入射する前記第１光束の発散角を小さく変換して射出するカップリング光学系を更に有し、
前記収差補正光学系の前記ガラスレンズは、近軸における屈折力が負であり、前記収差補正光学系は、入射する前記第１光束の径を変換して射出するビームエキスパンダ光学系であることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ光学系。
【請求項３】
前記ビームエキスパンダ光学系は、前記第１光束と前記第２光束との共通光路中に配設されていることを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップ光学系。
【請求項４】
前記第１光束と前記第２光束の光路を合成するためのビームコンバイナを更に有し、
前記第１光源側から順に、前記カップリング光学系、前記ビームエキスパンダ光学系の前記ガラスレンズ、前記ビームコンバイナ、前記ビームエキスパンダ光学系の前記プラスチックレンズ、前記対物光学系が配設されていることを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップ光学系。
【請求項５】
前記第１光束と前記第２光束の光路を合成するためのビームコンバイナを更に有し、
前記第１光源側から順に、前記カップリング光学系、前記ビームエキスパンダ光学系の前記プラスチックレンズ、前記ビームコンバイナ、前記ビームエキスパンダ光学系の前記ガラスレンズ、前記対物光学系が配設されていることを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップ光学系。
【請求項６】
前記ビームエキスパンダ光学系は、前記第１光束の専用光路中に配設されていることを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップ光学系。
【請求項７】
前記カップリング光学系は、近軸における屈折力が正であるプラスチックレンズを少なくとも１つ有することを特徴とする請求項２乃至６のいずれか一項に記載の光ピックアップ光学系。
【請求項８】
前記記録密度が互いに異なる少なくとも２種類の光ディスクのうち、前記第１光束により情報の記録及び／又は再生を行う光ディスクを第１光ディスクとし、前記第２光束により情報の記録及び／又は再生を行う光ディスクを第２光ディスクとしたとき、
前記第１光ディスクに対する情報の記録又は再生を行う場合の、前記第１光束に対する前記対物光学系の倍率ｍ1と、前記第２光ディスクに対する情報の記録又は再生を行う場合の、前記第２光束に対する前記対物光学系の倍率ｍ2とが略一致し、
前記ビームエキスパンダ光学系の前記ガラスレンズのアッベ数νdN、前記ビームエキスパンダ光学系の前記プラスチックレンズのアッベ数νdPが次式（２）式を満たすことを特徴とする請求項３に記載の光ピックアップ光学系。
νdP＞νdN                                                    （２）
【請求項９】
前記収差補正光学系は、入射する前記第１光束の発散角を小さく変換して射出するカップリング光学系であることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ光学系。
【請求項１０】
前記カップリング光学系は、前記第１光束と前記第２光束との共通光路中に配設されていることを特徴とする請求項９に記載の光ピックアップ光学系。
【請求項１１】
前記第１光束と前記第２光束の光路を合成するためのビームコンバイナを更に有し、
前記第１光源側から順に、前記カップリング光学系の前記ガラスレンズ、前記ビームコンバイナ、前記カップリング光学系の前記プラスチックレンズ、前記対物光学系が配設されていることを特徴とする請求項９に記載の光ピックアップ光学系。
【請求項１２】
前記第１光束と前記第２光束の光路を合成するためのビームコンバイナを更に有し、
前記カップリング光学系の前記ガラスレンズは、近軸における屈折力が正であり、
前記第１光源側から順に、前記カップリング光学系の前記プラスチックレンズ、前記ビームコンバイナ、前記カップリング光学系の前記ガラスレンズ、前記対物光学系が配設されていることを特徴とする請求項９に記載の光ピックアップ光学系。
【請求項１３】
前記カップリング光学系は、前記第１光束の専用光路中に配設されていることを特徴とする請求項９に記載の光ピックアップ光学系。
【請求項１４】
前記記録密度が互いに異なる少なくとも２種類の光ディスクのうち、前記第１光束により情報の記録及び／又は再生を行う光ディスクを第１光ディスクとし、前記第２光束により情報の記録及び／又は再生を行う光ディスクを第２光ディスクとしたとき、
前記第１光ディスクに対する情報の記録又は再生を行う場合の、前記第１光束に対する前記対物光学系の倍率ｍ1と、前記第２光ディスクに対する情報の記録又は再生を行う場合の、前記第２光束に対する前記対物光学系の倍率ｍ2とが略一致し、
前記カップリング光学系の前記ガラスレンズは、近軸における屈折力が負であり、
前記カップリング光学系の前記ガラスレンズのアッベ数νdN、前記カップリング光学系の前記プラスチックレンズのアッベ数νdPが次式（２）式を満たすことを特徴とする請求項１０に記載の光ピックアップ光学系。
νdP＞νdN                                                    （２）
【請求項１５】
前記カップリング光学系は、入射する前記第１光束を光軸に対して平行な平行光束に変換して射出するコリメート光学系であることを特徴とする請求項９乃至１４のいずれか一項に記載の光ピックアップ光学系。
【請求項１６】
前記対物光学系は、前記光源側から順に配設された第１プラスチックレンズと第２プラスチックレンズとから構成され、前記第１プラスチックレンズの少なくとも１つの光学面上には、前記第１光束と前記第２光束のうち、少なくとも一方を回折させる回折構造が形成されると共に、前記第１プラスチックレンズの前記第１光束の波長に対する近軸における屈折力Ｐ1（ｍｍ-1）と、前記第２プラスチックレンズの前記第１光束の波長に対する近軸における屈折力Ｐ2（ｍｍ-1）との比が以下の（３）式を満たすことを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の光ピックアップ光学系。
｜Ｐ1／Ｐ2｜≦０．２                                          （３）
【請求項１７】
前記記録密度が互いに異なる少なくとも２種類の光ディスクのうち、前記第１光束により情報の記録及び／又は再生を行う光ディスクを第１光ディスクとしたとき、
前記第１光ディスクに対する情報の記録又は再生を行う場合の、前記対物光学系の像側開口数ＮＡ1、前記第２プラスチックレンズの光軸上におけるレンズ厚さｄL2、前記第２プラスチックレンズの前記第１光束の波長に対する近軸における屈折力ＰL2（ｍｍ-1）が以下の（４）式及び（５）式を満たすことを特徴とする請求項１６に記載の光ピックアップ光学系。
ＮＡ1＞０．８                                                （４）
０．９＜ｄL2・ＰL2＜１．３                                     （５）
【請求項１８】
前記記録密度が互いに異なる少なくとも２種類の光ディスクのうち、前記第１光束により情報の記録及び／又は再生を行う光ディスクを第１光ディスクとしたとき、
前記第１光ディスクに対する情報の記録又は再生を行う場合の、前記対物光学系の像側開口数ＮＡ1、前記第２プラスチックレンズの前記第１光束の波長に対する近軸における屈折力ＰL2（ｍｍ-1）、前記第２プラスチックレンズの前記第１光束の波長に対する倍率ｍL2、前記第１光束の波長λ1（ｍｍ）、前記対物光学系の温度上昇に伴う球面収差の変化率ΔＳＡ／ΔＴ、前記収差補正光学系の前記プラスチックレンズの前記第１光束の波長に対する近軸における屈折力Ｐiと、マージナル光線の通過高さｈiの２乗との積の総和Σ（Ｐi・ｈi2）が以下の（６）式を満たすことを特徴とする請求項１７に記載の光ピックアップ光学系。
０．５×１０-6＜ｋ／Σ（Ｐi・ｈi2）＜５．５×１０-6                （６）
但し、ｋ＝（ΔＳＡ／ΔＴ）・λ1・ＰL2／（ＮＡ1・（１−ｍL2））4である。
【請求項１９】
以下の（６'）式を満たすことを特徴とする請求項１８に記載の光ピックアップ光学系。
１．１×１０-6＜ｋ／Σ（Ｐi・ｈi2）＜３．３×１０-6               （６'）
【請求項２０】
７５０ｎｍ乃至８００ｎｍの範囲内の波長を有する第３光束を射出する第３光源を更に有することを特徴とする請求項１７乃至１９のいずれか一項に記載の光ピックアップ光学系。
【請求項２１】
前記収差補正光学系は、前記第１光束と前記第２光束と前記第３光束との共通光路中に配設されていることを特徴とする請求項２０に記載の光ピックアップ光学系。
【請求項２２】
前記第１光源と前記第２光源と前記第３光源とがパッケージ化された光源ユニットであることを特徴とする請求項２０又は２１に記載の光ピックアップ光学系。
【請求項２３】
前記収差補正光学系と前記対物光学系との間の光路中に配設され、前記第１光束、前記第２光束、及び前記第３光束の光路を合成するためのビームコンバイナを更に有することを特徴とする請求項２０に記載の光ピックアップ光学系。
【請求項２４】
前記第１光源と前記第２光源とがパッケージ化された光源ユニットであることを特徴とする請求項３又は１０に記載の光ピックアップ光学系。
【請求項２５】
請求項１乃至２４のいずれか一項に記載の光ピックアップ光学系を備えたことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２６】
前記第１光ディスクの情報記録面からの前記第１光束の反射光束を検出するための光検出器を更に有し、
前記第１光ディスクの情報記録面により反射された前記第１光束は、前記対物光学系と、前記収差補正光学系中の全てのプラスチックレンズとを透過した後に、前記光検出器に入射することを特徴とする請求項２５に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２７】
前記収差補正光学系中の少なくとも１つのレンズを光軸方向に駆動するためのアクチュエータを更に有し、
前記アクチュエータにより、前記収差補正光学系中の前記少なくとも１つのレンズを光軸方向に駆動することにより、前記第１光束に対する前記対物光学系の物点位置を光軸方向に可変調整することを特徴とする請求項２５又は２６に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２８】
請求項２５乃至２７のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置を搭載したことを特徴とする光情報記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ピックアップ光学系、光ピックアップ装置及び光情報記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、映像情報などの光記録媒体として急速に普及しつつあるＤＶＤ（デジタルバーサタイルディスク）は、波長６５０ｎｍの赤色半導体レーザと開口数（ＮＡ）０．６５の対物光学系を使用することで１面あたり４．７ＧＢの情報を記録が可能であるが、より高密度な情報を高い転送レートで記録／再生するために、更なる高密度化・大容量化の要望が強くなってきている。光ディスクの高密度化・大容量化を達成するためには、周知のように対物光学系で集光されるスポットの径を小さくすればよく、そのためには、レーザ光源の短波長化や対物光学系の高開口数化が必要となる。
レーザ光源の短波長化に関しては、波長４０５ｎｍの青紫色半導体レーザや青紫色ＳＨＧレーザ等が実用化されつつあり、これらの青紫色レーザ光源とＮＡ０．６５の対物光学系との組合せにより、直径１２ｃｍの光ディスクに対して、１面あたり１５ＧＢ程度の情報の記録が可能となる（以下、本明細書では、青紫色レーザ光源を使用する光ディスクを総称して「高密度光ディスク」と呼ぶ）。
【０００３】
また、対物光学系の高ＮＡ化に関しては、青紫色レーザ光源からの光束をＮＡ０．８５の対物光学系により集光して情報の記録／再生（記録及び／又は再生）を行う光ディスクの規格が提案されており、この規格の光ディスクでは、直径１２ｃｍの光ディスクに対して、１面あたり２３ＧＢ程度の情報の記録が可能である。
尚、ＮＡ０．８５の対物光学系を使用する高密度光ディスクでは、光ディスクの傾き（スキュー）に起因して発生するコマ収差が増大するため、ＤＶＤにおける場合よりも保護層を薄く設計し（ＤＶＤの０．６ｍｍに対して、０．１ｍｍ）、スキューに対するコマ収差量を低減している。
【０００４】
ところで、このような高密度光ディスクに対して適切に情報の記録／再生ができると言うだけでは、光ディスクプレーヤの製品としての価値は十分なものとはいえない。現在において、多種多様な情報を記録したＤＶＤやＣＤ（コンパクトディスク）が販売されている現実をふまえると、高密度光ディスクに対して情報の記録／再生ができるだけでは足らず、例えばユーザが所有しているＤＶＤやＣＤに対しても同様に適切に情報の記録／再生ができるようにすることが、高密度光ディスク用の光ディスクプレーヤとしての商品価値を高めることに通じるのである。このような背景から、高密度光ディスク用の光ディスクプレーヤに搭載される光ピックアップ装置は、高密度光ディスク、ＤＶＤ、及びＣＤ何れに対しても互換性を維持しながら適切に情報を記録／再生できる性能を有することが望まれる。
高密度光ディスク、ＤＶＤ及びＣＤ何れに対しても互換性を維持しながら適切に情報を記録／再生できるようにする方法として、高密度光ディスク用の光学部品とＤＶＤやＣＤ用の光学部品とを情報を記録／再生する光ディスクの記録密度に応じて選択的に切り替える方法が考えられるが、複数の光学部品が必要となるので、小型化に不利であり、また、コストが増大する。
【０００５】
従って、光ピックアップ装置の構成を簡素化し、低コスト化を図るためには、互換性を有する光ピックアップ装置においても、高密度光ディスク用の光学部品とＤＶＤやＣＤ用の光学部品とを共通化して、光ピックアップ装置を構成する光学部品点数を極力減らすのが好ましく、対物光学系を共通化するのが最も好ましいといえる。
記録密度が異なる複数種類の光ディスクに対して互換性を有する対物光学系においても、大量生産に有利であることから、プラスチックレンズを用いるのが好ましい。しかるに、プラスチックレンズは、屈折率の温度変化がガラスレンズに比べて２桁程度大きいため、プラスチックレンズを含む対物光学系は温度変化に伴い球面収差が変化してしまう。この球面収差の変化量は、λ／ＮＡ4に比例するので、複数種類の光ディスクに対して互換性を有するプラスチックレンズを含む対物光学系では、高密度ＤＶＤ用に対して情報の記録／再生を行う際の温度変化に伴う球面収差変化が問題となる。
【０００６】
本発明者は、先に、光源と少なくとも１つのプラスチックレンズを有する対物光学系とを備えた高密度光ディスク用の光ピックアップ装置であって、光源と対物光学系との間に収差補正光学系としての２群構成のビームエキスパンダ光学系を備えた光ピックアップ装置を提案した（特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−８２２８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示した光ピックアップ装置によれば、温度変化に伴い対物光学系で発生する球面収差変化を、ビームエキスパンダ光学系のレンズ間隔を可変調整することで補正することができる。
ところが、この光ピックアップ装置は、高密度光ディスクに対する記録／再生中に温度変化に伴う対物光学系の球面収差変化を検出するための球面収差検出手段と、ビームエキスパンダ光学系のレンズ間隔を可変調整するためのアクチュエータと、球面収差検出手段の検出結果に応じてこのアクチュエータを制御するための制御回路とが必要となるため、光ピックアップ装置の部品点数の増加による製造コストの増大、光ピックアップ装置の大型化、光ピックアップ装置の複雑化という課題がある。
【０００８】
本発明の目的は、上述の問題を考慮したものであり、レーザ光源波長が異なる高密度光ディスク及びＤＶＤ等の光ディスクに対して、或いは、高密度光ディスク、ＤＶＤ及びＣＤ等の複数種類の光ディスクに対して、互換性を維持しながら適切に情報を記録／再生を行え、小型化、軽量化、低コスト化、構成の簡素化に適した光ピックアップ光学系であって、高密度光ディスクに対する情報の記録／再生時に、環境温度変化に伴って、プラスチックレンズを含む対物光学系で発生する球面収差変化を、ビームエキスパンダ光学系等のそれを構成する複数のレンズのレンズ間隔を可変調整することなく補正することができる収差補正光学系を備えた、簡素な構成の光ピックアップ光学系を提供することである。
また、さらなる本発明の目的は、これらの光ピックアップ光学系を搭載した光ピックアップ装置及びこの光ピックアップ装置を搭載した光情報記録再生装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以上の課題を解決するために、本発明の第１の態様は、４５０ｎｍ以下の第１光束を射出する第１光源と、６３０ｎｍ乃至６８０ｎｍの範囲内の第２光束を射出する第２光源と、の波長が互いに異なる少なくとも２種類の光源と、前記波長が互いに異なる少なくとも２種類の光源から射出された光束を記録密度が互いに異なる少なくとも２種類の光ディスクの情報記録面上に集光するための対物光学系と、前記第１光源と前記対物光学系との間の光路中に配設され、少なくとも２つのレンズ群から構成された収差補正光学系とから構成される光ピックアップ光学系であって、前記対物光学系は、近軸における屈折力が正であるプラスチックレンズを少なくとも１つ有し、前記収差補正光学系は、ガラスレンズと、近軸における屈折力が正であるプラスチックレンズとを少なくとも１つずつ有し、前記記録密度が互いに異なる少なくとも２種類の光ディスクのうち、前記第１光束により情報の記録及び／又は再生を行う光ディスクを第１光ディスクとしたとき、前記第１光ディスクに対する情報の記録及び／又は再生を行う場合の、前記対物光学系の温度上昇に伴う球面収差の変化率ΔＳＡ／ΔＴが以下の（１）式を満たす光ピックアップ光学系である。
ΔＳＡ／ΔＴ＞０                                                   （１）
【００１０】
収差補正光学系中に、近軸における屈折力（以下、単に屈折力という）が正であるプラスチックレンズを配設しておくと、光ピックアップ光学系の温度が上昇した場合に、このプラスチックレンズの屈折力が低下するので、対物光学系に入射する光束のマージナル光線の発散度合いが小さくなる。これは、対物光学系の倍率が小さくなることに相当し、この倍率変化により対物光学系では、球面収差が補正不足方向に変化する。
また、屈折力が正であるプラスチックレンズを有する対物光学系では、一般的に、光ピックアップ光学系の温度が上昇すると、球面収差が（１）式のごとく補正過剰方向に変化する（以下、温度変化に伴う対物光学系の球面収差の変化を温度特性という）。
【００１１】
ここで、収差補正光学系中のプラスチックレンズの屈折力を適切に設定すると、対物光学系中のプラスチックレンズの屈折率低下の影響で補正過剰方向に変化する球面収差と、収差補正光学系中のプラスチックレンズの屈折率低下に伴う、対物光学系の倍率変化で補正不足方向に変化する球面収差とをキャンセルさせることが可能となる。
これにより、高密度光ディスクの記録／再生中の温度変化に追従して、収差補正光学系を構成する複数のレンズ内、少なくとも１つのレンズをアクチュエータにより移動させて対物光学系の温度特性を補正する必要がなくなるので、互換型光ピックアップ装置の構成を簡易なものにすることが出来る。
しかるに、収差補正光学系中のプラスチックレンズの屈折力は、対物光学系の温度特性に依存して一意に決まってしまうので、収差補正光学系がプラスチックレンズのみで構成されていると、焦点距離、バックフォーカス、倍率等の収差補正光学系の近軸量を決定するための自由度が不足する。これに対し、請求項１の発明では、収差補正光学系中に配設した温度変化の影響を受けないガラスレンズの屈折力を自由に選択することが出来るので、収差補正光学系の様々な仕様に対応することが可能となる。
【００１２】
尚、本明細書においては、対物光学系の球面収差の変化率ΔＳＡ／ΔＴの符号は、球面収差が補正過剰方向に変化する場合を正とし、球面収差が補正不足方向に変化する場合を負と定義する。また、ΔＳＡは第１光束の波長λを単位としたＲＭＳ（Root Mean Square）値で表すものとし、ΔＳＡ／ΔＴの単位はλＲＭＳ／℃とする。
また、本明細書においては、情報の記録／再生用の光源として、青紫色半導体レーザや青紫色ＳＨＧレーザを使用する光ディスクを総称して「高密度光ディスク」といい、ＮＡ０．８５の対物光学系により情報の記録／再生を行い、保護層の厚さが０．１ｍｍ程度である規格の光ディスクの他に、ＮＡ０．６５の対物光学系により情報の記録／再生を行い、保護層の厚さが０．６ｍｍ程度である規格の光ディスクも含むものとする。また、このような保護層をその情報記録面上に有する光ディスクの他に、情報記録面上に数〜数十ｎｍ程度の厚さの保護膜を有する光ディスクや、これらの保護層或いは保護膜の厚さが０の光ディスクも含むものとする。また、本明細書においては、高密度光ディスクには、情報の記録／再生用の光源として、青紫色半導体レーザや青紫色ＳＨＧレーザを使用する光磁気ディスクも含まれるものとする。
【００１３】
また、本明細書においては、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＤＶＤ−Ａｕｄｉｏ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ＋ＲＷ等のＤＶＤ系列の光ディスクを総称して「ＤＶＤ」といい、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ａｕｄｉｏ、ＣＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等のＣＤ系列の光ディスクを総称して「ＣＤ」という。
また、高密度光ディスクを記録／再生するための第１光源からの第１光束としては、４５０ｎｍ以下、好ましくは３８０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲内、より好ましくは３９０ｎｍ〜４３０ｎｍの範囲内である波長（λ１）を出射する光束であることが好ましい。また、ＤＶＤを記録／再生するための第２光源からの第２光束としては、６３０ｎｍ〜６８０ｎｍの範囲内である波長（λ２）を出射する光束であることが好ましく、ＣＤを記録／再生するための第３光源からの第３光束としては、７５０ｎｍ〜８００ｎｍの範囲内である波長（λ３）を出射する光束であることが好ましい。
【００１４】
本発明の第２の態様によれば、第１の態様に記載の光ピックアップ光学系において、前記光ピックアップ光学系は、前記第１光源と前記収差補正光学系との間の光路中に配設された、入射する前記第１光束の発散角を小さく変換して射出するカップリング光学系を更に有し、前記収差補正光学系は入射する前記第１光束の径を変換して射出するビームエキスパンダ光学系であって、該ビームエキスパンダ光学系は、近軸における屈折力が負であるガラスレンズと、近軸における屈折力が正であるプラスチックレンズとを少なくとも１つずつ有することが好ましい。
【００１５】
これによれば、カップリング光学系とビームエキスパンダ光学系の間で、温度変化が起きた場合でも光束の発散度合いを不変とすることができるので、ビーム整形プリズムを構成する一対の光学素子を配置しても非点収差が発生しないようにできる。入射ビーム径を拡大する場合には、光源とビームエキスパンダ光学系間をコンパクトに出来る。なお、ビームエキスパンダ光学系には、ビーム径を拡大する他に、ビーム径を縮小するものも含まれる。
【００１６】
本発明の第３の態様によれば、第２の態様に記載の光ピックアップ光学系において、前記ビームエキスパンダ光学系は、前記第１光束と前記第２光束との共通光路中に配設されることが好ましい。
【００１７】
これによれば、第２光束を用いるＤＶＤに対しても温度特性を補正できる。また、ビームエキスパンダ光学系を構成する複数のレンズの内、少なくとも１つのレンズをアクチュエータにより移動可能としておくと、高密度光ディスクだけでなく、ＤＶＤに対する記録／再生時にも球面収差を補正できる。球面収差の発生原因としては、例えば、光源に用いる青紫色半導体レーザや赤色半導体レーザの製造誤差による波長ばらつき、２層ディスク、４層ディスク等の多層ディスクに対する記録／再生時における層間のフォーカスジャンプ、光ディスクの保護層の製造誤差による厚みばらつきや厚み分布等がある。
【００１８】
本発明の第４の態様によれば、第２の態様に記載の光ピックアップ光学系において、前記光ピックアップ光学系は、前記第１光束と前記第２光束の光路を合成するためのビームコンバイナを更に有し、
前記カップリング光学系、前記ビームエキスパンダ光学系中の近軸における屈折力が負である前記ガラスレンズ、前記ビームコンバイナ、前記ビームエキスパンダ光学系中の近軸における屈折力が正である前記プラスチックレンズ、前記対物光学系の順に前記第１光源側から配設されることが好ましい。
【００１９】
これによれば、ビームエキスパンダ光学系中のプラスチックレンズが第１光束と第２光束の共通光路にあるので、対物光学系がＤＶＤの記録／再生に際して温度上昇に伴って球面収差が補正過剰方向に変化するような温度特性を有する場合には、ＤＶＤに対する記録／再生時の温度特性も補正することが可能となる。また、プラスチックレンズが第２光束のカップリング光学系（より望ましくは、コリメート光学系）を兼ねる構成とすることで、部品点数を削減できる。さらに、プラスチックレンズをアクチュエータにより移動可能としておくと、高密度光ディスクだけでなく、ＤＶＤに対する記録／再生時にも、上記球面収差を補正できる。
【００２０】
本発明の第５の態様によれば、第２の態様に記載の光ピックアップ光学系において、前記光ピックアップ光学系は、前記第１光束と前記第２光束の光路を合成するためのビームコンバイナを更に有し、
前記カップリング光学系、前記ビームエキスパンダ光学系中の近軸における屈折力が正である前記プラスチックレンズ、前記ビームコンバイナ、前記ビームエキスパンダ光学系中の近軸における屈折力が負である前記ガラスレンズ、前記対物光学系の順に前記第１光源側から配設されることが好ましい。
【００２１】
これによれば、ビームエキスパンダ光学系中のプラスチックレンズが第１光束の専用光路にあるので、ビームエキスパンダ光学系の有無は、第２光束を利用するＤＶＤに対する記録／再生時の温度特性に影響を与えない。従って、第１光束を利用する高密度光ディスクに対する記録／再生時の温度特性を補正することのみを考慮してプラスチックレンズの屈折力を決定することが出来る。
【００２２】
本発明の第６の態様によれば、第２の態様に記載の光ピックアップ光学系において、前記ビームエキスパンダ光学系は、前記第１光束の専用光路中に配設されることが好ましい。
【００２３】
これによれば、ビームエキスパンダ光学系中のプラスチックレンズが第１光束の専用光路にあるので、ビームエキスパンダ光学系の有無は、第２光束を利用するＤＶＤに対する記録／再生時の温度特性に影響を与えない。従って、第１光束を利用する高密度光ディスクに対する記録／再生時の温度特性を補正することのみを考慮してビームエキスパンダ光学系中のプラスチックレンズの屈折力を決定することが出来る。
【００２４】
本発明の第７の態様によれば、第２乃至第６の態様のいずれかに記載の光ピックアップ光学系において、前記カップリング光学系は、近軸における屈折力が正であるプラスチックレンズを少なくとも１つ有することが好ましい。
【００２５】
これによれば、カップリング光学系の正のプラスチックレンズを利用して、このカップリング光学系を含めた光学系で温度特性を補正することができる。これにより、補正に必要な正屈折力をビームエキスパンダ光学系とカップリング光学系とに振り分けることができるので、ビームエキスパンダ光学系のレンズ設計自由度を増すことができる。
【００２６】
本発明の第８の態様によれば、第３の態様に記載の光ピックアップ光学系において、前記記録密度が互いに異なる少なくとも２種類の光ディスクのうち、前記第１光束により情報の記録及び／又は再生を行う光ディスクを第１光ディスクとし、前記第２光束により情報の記録及び／又は再生を行う光ディスクを第２光ディスクとしたとき、
前記第１光ディスクに対する情報の記録及び／又は再生を行う場合の、前記第１光束に対する前記対物光学系の倍率ｍ1と、前記第２光ディスクに対する情報の記録及び／又は再生を行う場合の、前記第２光束に対する前記対物光学系の倍率ｍ2とが略一致し、
前記ビームエキスパンダ光学系中の近軸における屈折力が負である前記ガラスレンズのアッベ数νdN、前記ビームエキスパンダ光学系中の近軸における屈折力が正である前記プラスチックレンズのアッベ数νdPが次式（２）式を満たすことが好ましい。
νdP＞νdN                                                         （２）
【００２７】
ビームエキスパンダ光学系を第１光束で設計した場合、第１光束と第２光束とで屈折率が異なることに起因して生じる色収差の影響により、第２光束では平行光束が射出されず、高密度光ディスクからＤＶＤへとディスクを変える際に、ビームエキスパンダ光学系を構成する複数のレンズの内、少なくとも１つのレンズをアクチュエータにより移動させて、第２光束が平行光束として射出されるようにする必要がある。そこで、第８の態様のように、負ガラスレンズと正プラスチックレンズをアッベ数が（２）式を満たすように選択して、第１光束と第２光束との間の色収差を色消ししておくことで、ビームエキスパンダ光学系中のレンズをアクチュエータにより移動させることなく、第２光束を平行光として射出でき、ＤＶＤによる情報の記録又は再生の際の制御因子を１つ減らすことができる。
【００２８】
本発明の第９の態様によれば、第１の態様に記載の光ピックアップ光学系において、前記収差補正光学系は、入射する前記第１光束の発散角を小さく変換して射出するカップリング光学系であって、該カップリング光学系は、ガラスレンズと、近軸における屈折力が正であるプラスチックレンズとを少なくとも１つずつ有することが好ましい。
【００２９】
これによれば、第１光源としての青紫色半導体レーザから射出された発散光束の発散角を小さく変換して対物光学系に導くためのカップリング光学系に、対物光学系の温度特性を補正するための収差補正光学系の機能を持たせることが出来るので、光ピックアップ装置の部品点数の削減、低コスト化、小型化に有利となる。
【００３０】
本発明の第１０の態様によれば、第９の態様に記載の光ピックアップ光学系において、前記カップリング光学系は、前記第１光束と前記第２光束との共通光路中に配設されることが好ましい。
【００３１】
これによれば、カップリング光学系中のプラスチックレンズが第１光束と第２光束との共通光路にあるので、対物光学系がＤＶＤの記録／再生に際して温度上昇に伴って球面収差が補正過剰方向に変化するような温度特性を有する場合には、ＤＶＤに対する記録／再生時の温度特性も補正することが可能となる。また、カップリング光学系を構成するレンズをアクチュエータにより移動可能としておくと、高密度光ディスクだけでなく、ＤＶＤに対する記録／再生時にも、上記球面収差を補正できる。
【００３２】
本発明の第１１の態様によれば、第９の態様に記載の光ピックアップ光学系において、前記光ピックアップ光学系は、前記第１光束と前記第２光束の光路を合成するためのビームコンバイナを更に有し、
前記カップリング光学系中の前記ガラスレンズ、前記ビームコンバイナ、前記カップリング光学系中の近軸における屈折力が正である前記プラスチックレンズ、前記対物光学系の順に前記第１光源側から配設されることが好ましい。
【００３３】
これによれば、カップリング光学系中のプラスチックレンズが第１光束と第２光束の共通光路にあるので、対物光学系がＤＶＤの記録／再生に際して温度上昇に伴って球面収差が補正過剰方向に変化するような温度特性を有する場合には、ＤＶＤに対する記録／再生時の温度特性も補正することが可能となる。また、プラスチックレンズが第２光束のカップリング光学系（より望ましくは、コリメート光学系）を兼ねる構成とすることで、部品点数を削減できる。さらに、プラスチックレンズをアクチュエータにより移動可能としておくと、高密度光ディスクだけでなく、ＤＶＤに対する記録／再生時にも、上記球面収差を補正できる。
【００３４】
本発明の第１２の態様によれば、第９の態様に記載の光ピックアップ光学系において、前記光ピックアップ光学系は、前記第１光束と前記第２光束の光路を合成するためのビームコンバイナを更に有し、前記カップリング光学系中の前記ガラスレンズは、近軸における屈折力が正であって、
前記カップリング光学系中の近軸における屈折力が正である前記プラスチックレンズ、前記ビームコンバイナ、前記カップリング光学系中の近軸における屈折力が正である前記ガラスレンズ、前記対物光学系の順に前記第１光源側から配設されることが好ましい。
【００３５】
これによれば、カップリング光学系中のプラスチックレンズが第１光束の専用光路にあるので、カップリング光学系の有無は、第２光束を利用するＤＶＤに対する記録／再生時の温度特性に影響を与えない。従って、第１光束を利用する高密度光ディスクに対する記録／再生時の温度特性を補正することのみを考慮してプラスチックレンズの屈折力を決定することが出来る。また、ガラスレンズが第２光束のカップリング光学系（より望ましくは、コリメート光学系）を兼ねる構成とすることで、部品点数を削減できる。さらに、ガラスレンズをアクチュエータにより移動可能としておくと、高密度光ディスクだけでなく、ＤＶＤに対する記録／再生時にも、上記球面収差を補正できる。
【００３６】
本発明の第１３の態様によれば、第９の態様に記載の光ピックアップ光学系において、前記カップリング光学系は、前記第１光束の専用光路中に配設されたことを特徴とする。
【００３７】
これによれば、カップリング光学系中のプラスチックレンズが第１光束の専用光路にあるので、カップリング光学系の有無は、第２光束を利用するＤＶＤに対する記録／再生時の温度特性に影響を与えない。従って、第１光束を利用する高密度光ディスクに対する記録／再生時の温度特性を補正することのみを考慮してカップリング光学系中のプラスチックレンズの屈折力を決定することが出来る。
【００３８】
本発明の第１４の態様によれば、第１０の態様に記載の光ピックアップ光学系において、前記記録密度が互いに異なる少なくとも２種類の光ディスクのうち、前記第１光束により情報の記録及び／又は再生を行う光ディスクを第１光ディスクとし、前記第２光束により情報の記録及び／又は再生を行う光ディスクを第２光ディスクとしたとき、
前記第１光ディスクに対する情報の記録及び／又は再生を行う場合の、前記第１光束に対する前記対物光学系の倍率ｍ1と、前記第２光ディスクに対する情報の記録及び／又は再生を行う場合の、前記第２光束に対する前記対物光学系の倍率ｍ2とが略一致し、前記カップリング光学系は、近軸における屈折力が負であるガラスレンズと、近軸における屈折力が正であるプラスチックレンズとを少なくとも１つずつ有し、
前記カップリング光学系中の近軸における屈折力が負である前記ガラスレンズのアッベ数νdN、前記カップリング光学系中の近軸における屈折力が正である前記プラスチックレンズのアッベ数νdPが次式（２）式を満たすことが好ましい。
νdP＞νdN                                                         （２）
【００３９】
カップリング光学系を第１光束で設計した場合、第１光束と第２光束とで屈折率が異なることに起因して生じる色収差の影響により、第２光束では平行光束が射出されず、高密度光ディスクからＤＶＤへとディスクを変える際に、カップリング光学系を構成するレンズをアクチュエータにより移動させて、第２光束が平行光束として射出されるようにする必要がある。そこで、第１４の態様のように、カップリング光学系を屈折力が負のガラスレンズと屈折力が正のプラスチックレンズとで構成して、それぞれのアッベ数が（２）式を満たすように選択して、第１光束と第２光束との間の色収差を色消ししておくことで、カップリング光学系中のレンズをアクチュエータにより移動させることなく、第２光束を平行光束として射出でき、ＤＶＤによる情報の記録又は再生の際の制御因子を１つ減らすことができる。
【００４０】
本発明の第１５の態様によれば、第９乃至第１４の態様のいずれかに記載の光ピックアップ光学系において、前記カップリング光学系は、入射する前記第１光束を光軸に対して平行な平行光束に変換して射出するコリメート光学系であることが好ましい。
【００４１】
これによれば、カップリング光学系を前記第１光束を平行光束として射出するコリメート光学系として設計しておくことで、高密度光ディスクに対する情報の記録又は再生時に対物光学系がトラッキングした場合でも物点位置が移動せず、良好なトラッキング特性が得られる。
【００４２】
本発明の第１６の態様によれば、第１乃至第１５の態様のいずれかに記載の光ピックアップ光学系において、前記対物光学系は、前記光源側から順に配設された第１プラスチックレンズと第２プラスチックレンズとから構成され、前記第１プラスチックレンズの少なくとも１つの光学面上には、前記第１光束と前記第２光束のうち、少なくとも一方を回折させる回折構造が形成されると共に、前記第１プラスチックレンズの前記第１光束の波長に対する近軸における屈折力Ｐ1（ｍｍ-1）と、前記第２プラスチックレンズの前記第１光束の波長に対する近軸における屈折力Ｐ2（ｍｍ-1）との比が以下の（３）式を満たすことが好ましい。
｜Ｐ1／Ｐ2｜≦０．２                                                （３）
【００４３】
記録密度が互いに異なる複数種類の光ディスクに対して互換性を有する対物光学系とするためには、光ディスクの保護層の厚さの違いに起因する球面収差を補正する必要がある。かかる球面収差を補正するためには、対物光学系の光学面上に回折構造を形成するのが好ましい。回折構造は、その光学特性に大きな波長依存性を有するので、情報の記録／再生に使用する波長の違いを利用することで、光ディスクの保護層の厚さの違いに起因する球面収差を補正することが可能となる。
しかるに、対物光学系中の大きな屈折力を有する光学面上に、かかる回折構造を形成すると、回折構造の段差部分による光線のけられの影響で入射光束の透過率が低下するという問題がある。この光線のけられによる透過率の低下は、像側開口数が大きくなるほど大きくなる。
【００４４】
第１６の態様よれば、対物光学系を２枚のプラスチックレンズから構成し、光源側に配設される第１プラスチックレンズの第１光束の波長に対する屈折力を、第２プラスチックレンズに対して（３）式を満たすように設定するとともに、第１プラスチックレンズの光学面上に回折構造を形成することで、上述のような回折構造の段差部分による光線のけられの影響を低減できる。また、対物光学系の第１光束に対する屈折力を専ら第２プレスチックレンズに持たせているので、ＣＤのごとき、保護層の厚い光ディスクに対して情報の記録又は再生を行う場合の作動距離を大きく確保できる。
【００４５】
本発明の第１７の態様によれば、第１６の態様に記載の光ピックアップ光学系において、前記記録密度が互いに異なる少なくとも２種類の光ディスクのうち、前記第１光束により情報の記録及び／又は再生を行う光ディスクを第１光ディスクとしたとき、
前記第１光ディスクに対する情報の記録及び／又は再生を行う場合の、前記対物光学系の像側開口数ＮＡ1、前記第２プラスチックレンズの光軸上におけるレンズ厚さｄL2、前記第２プラスチックレンズの前記第１光束の波長に対する近軸における屈折力ＰL2（ｍｍ-1）が以下の（４）式及び（５）式を満たすことが好ましい。
ＮＡ1＞０．８                                                      （４）
０．９＜ｄL2・ＰL2＜１．３                                           （５）
【００４６】
高密度光ディスクに対して記録／再生を行う際の対物光学系の像側開口数ＮＡ1が０．８より大きい場合には、第２プラスチックレンズの光源側の光学面の屈折力が非常に大きくなるので、縁厚を確保し成形をし易くするために、第２プラスチックレンズの光軸上におけるレンズ厚さｄL2を大きく設定する必要がある。このとき、ｄL2を第１光束の波長に対する屈折力ＰL2に対して、（５）式を満たすように設定するのが好ましく、（５）式の下限より大きく設定することで、縁厚を十分に確保出来るので、成形がし易くなり、（５）式の上限より小さく設定することで、光ディスクに対する記録／再生時の作動距離を十分に確保出来る。
【００４７】
また、プラスチックレンズでは、一般的に、長共役距離側（共役距離が長い側）の光学面の屈折力が短共役距離側（共役距離が短い側）の光学面の屈折力よりも大きいので、温度変化時に発生する球面収差は長共役距離側の光学面において大きく発生する。しかるに、ＤＶＤに対する記録／再生時のように、短共役距離側（光ディスク側）の開口数がそれほど大きくない場合には、プラスチックレンズの屈折力に対してレンズ厚さを大きく設定することで、温度変化時に長共役距離側（光源側）の光学面で発生する球面収差を低減することが可能である。
第１７の態様のように、第２プラスチックレンズの光軸上におけるレンズ厚さｄL2を（５）式の下限より大きく設定することで、ＤＶＤに対する記録／再生時の温度特性を、高密度光ディスクに対する記録／再生時の温度特性に対して非常に小さく抑えることが可能となる。
そのため、高密度光ディスクに対する記録／再生時の温度特性を補正するための収差補正光学系中の屈折力が正であるプラスチックレンズを、第１光束と第２光束の共通光路中に配設した場合でも、ＤＶＤに対する記録／再生時の温度特性への影響はそれほど大きくならないようにできる。
【００４８】
本発明の第１８の態様によれば、第１７の態様に記載の光ピックアップ光学系において、前記記録密度が互いに異なる少なくとも２種類の光ディスクのうち、前記第１光束により情報の記録及び／又は再生を行う光ディスクを第１光ディスクとしたとき、
前記第１光ディスクに対する情報の記録及び／又は再生を行う場合の、前記対物光学系の像側開口数ＮＡ1、前記第２プラスチックレンズの前記第１光束の波長に対する近軸における屈折力ＰL2（ｍｍ-1）、前記第２プラスチックレンズの前記第１光束の波長に対する倍率ｍL2、前記第１光束の波長λ1（ｍｍ）、前記対物光学系の温度上昇に伴う球面収差の変化率ΔＳＡ／ΔＴ、前記収差補正光学素子中のプラスチックレンズの前記第１光束の波長に対する近軸における屈折力Ｐiと、マージナル光線の通過高さｈiの２乗との積の総和Σ（Ｐi・ｈi2）が以下の（６）式を満たすことが好ましい。
０．５×１０-6＜ｋ／Σ（Ｐi・ｈi2）＜５．５×１０-6                     （６）
但し、ｋ＝（ΔＳＡ／ΔＴ）・λ1・ＰL2／（ＮＡ1・（１−ｍL2））4である。
また更に、以下の（６'）式を満たすことがより好ましい。
１．１×１０-6＜ｋ／Σ（Ｐi・ｈi2）＜３．３×１０-6                   （６'）
【００４９】
これによれば、光源側に配設される第１プラスチックレンズの第１光束の波長に対する屈折力を、第２プラスチックレンズに対して（３）式を満たすように設定した場合には、対物光学系の温度特性は、第２プラスチックレンズの温度特性とほぼ等しくなる。
従って、高密度光ディスクに対する記録／再生時の対物光学系の温度変化に伴う球面収差の変化率ΔＳＡ／ΔＴは、対物光学系の像側開口数ＮＡ1、第２プラスチックレンズの第１光束の波長に対する屈折力ＰL2（ｍｍ-1）、第２プラスチックレンズの第１光束の波長に対する倍率ｍL2、第１光束の波長λ1により、ｋを規格化定数として、以下の（７）式で表すことが出来る。
ΔＳＡ／ΔＴ＝ｋ・（ＮＡ1・（１−ｍL2））4／（λ1・ＰL2）                （７）
但し、ｋ＝（ΔＳＡ／ΔＴ）・λ1・ＰL2／（ＮＡ1・（１−ｍL2））4である。
【００５０】
このように、ΔＳＡ／ΔＴを第２プラスチックレンズの第１光束の波長に対する屈折力ＰL2、像側開口数ＮＡ、第２プラスチックレンズの第１光束の波長に対する倍率ｍL2、第１光束の波長λ1で規格化した値である温度特性ｋは、ほぼ一定の値を取る。
対物光学系の温度特性ｋを、収差補正光学系中のプラスチックレンズの作用により補正するためには、温度変化に伴って、収差補正光学系から射出される光束の発散度合いを所望の量だけ変化させる必要がある。この発散度合いの変化、即ち、収差補正光学系から射出される波面のデフォーカス成分の変化は、収差補正光学素子中のプラスチックレンズの第１光束の波長に対する屈折力Ｐiと、マージナル光線の通過高さｈiの２乗の積の総和Σ（Ｐi・ｈi2）に比例し、温度特性ｋを補正するために必要な発散度合いの変化Σ（Ｐi・ｈi2）は、温度特性ｋの大きさに対応して決定される。
【００５１】
従って、温度特性ｋとΣ（Ｐi・ｈi2）との比は、ほぼ一定の値を取り、この比を（６）式を満たすように設定することで、高密度光ディスクに対する記録／再生時の対物光学系の温度特性ｋを良好に補正することが可能となる。（６）式の下限より大きく温度特性ｋとΣ（Ｐi・ｈi2）との比を設定すると、温度特性ｋの補正が不足になりすぎず、（６）式の上限より小さく温度特性ｋとΣ（Ｐi・ｈi2）との比を設定すると、温度特性ｋの補正が過剰になりすぎない。
尚、ここでいう、第２プラスチックレンズの第１光束の波長に対する倍率ｍL2は、対物光学系の第１光束の波長に対する近軸における屈折力Ｐ1（ｍｍ-1）と、第１プラスチックレンズの第１光束の波長に対する近軸における屈折力ＰL1（ｍｍ-1）とから、以下の式で算出するものとする。
ｍL2＝ＰL1／Ｐ1
【００５２】
本発明の第１９の態様によれば、第１７又は第１８の態様に記載の光ピックアップ光学系において、前記第１光源及び前記第２光源の他に、７５０ｎｍ乃至８００ｎｍの範囲内の第３光束を射出する第３光源を備えることが好ましい。
この場合、前記収差補正光学系は、前記第１光束と前記第２光束と前記第３光束との共通光路中に配設されることが好ましい。これによれば、収差補正光学系中のプラスチックレンズが第１光束と第２光束と第３光束の共通光路にあるので、対物光学系がＤＶＤの記録／再生に際して温度上昇に伴って球面収差が補正過剰方向に変化するような温度特性を有する場合には、ＤＶＤに対する記録／再生時の温度特性も補正することが可能となり、対物光学系がＣＤの記録／再生に際して温度上昇に伴って球面収差が補正過剰方向に変化するような温度特性を有する場合には、ＣＤに対する記録／再生時の温度特性も補正することが可能となる。また、収差補正光学系を構成するレンズをアクチュエータにより移動可能としておくと、高密度光ディスクだけでなく、ＤＶＤ及びＣＤに対する記録／再生時にも、上記球面収差を補正できる。
また、前記第１光源と前記第２光源と前記第３光源とはパッケージ化された光源ユニットであることが好ましい。これによれば、部品点数の削減、低コスト化、小型化に有利である。
一方、光ピックアップ光学系が第１〜第３光源を備える場合において、前記光ピックアップ光学系は、前記収差補正光学系と前記対物光学系との間の光路中に配設された、前記第１光束、前記第２光束、及び前記第３光束の光路を合成するためのビームコンバイナを更に有することが好ましい。
【００５３】
これによれば、第１７又は第１８の態様のような対物光学系において、ＣＤに対しても互換性を持たせるためには、記録／再生に使用する第３光束を発散光束として対物光学系に入射させるのが好ましい。これにより、保護層が厚いＣＤに対する作動距離を十分に確保することが出来る。この場合、光ピックアップ光学系の構成としては、第１光束、第２光束、及び第３光束の光路を合成するためのビームコンバイナを、収差補正光学系と対物光学系との間の光路中に配設するのが好ましい。
【００５４】
本発明の第２０の態様によれば、第３又は第１０の態様に記載の光ピックアップ光学系において、前記第１光源と前記第２光源はパッケージ化された光源ユニットであることが好ましい。
【００５５】
これによれば、収差補正光学素子を第１光束と第２光束の共通光路に配設する場合には、第１光源と第２光源のパッケージレーザが使用可能となり、部品点数の削減、低コスト化、小型化に有利である。
【００５６】
本発明の第２１の態様によれば、４５０ｎｍ以下の第１光束を射出する第１光源と、６３０ｎｍ乃至６８０ｎｍの範囲内の第２光束を射出する第２光源と、の波長が互いに異なる少なくとも２種類の光源と、前記波長が互いに異なる少なくとも２種類の光源から射出された光束を記録密度が互いに異なる少なくとも２種類の光ディスクの情報記録面上に集光するための光ピックアップ光学系とから構成される光ピックアップ装置において、
前記光ピックアップ光学系は、前記光ディスクに対向して配設される対物光学系と、前記第１光源と対物光学系との間の光路中に配設され、少なくとも２つのレンズ群から構成された収差補正光学系とから構成され、
前記光ピックアップ光学系として、第１乃至第２０の態様のいずれかに記載の光ピックアップ光学系を備えることが好ましい。
【００５７】
これによれば、第１乃至第２０の態様のいずれかと同様の効果が得られる。
【００５８】
本発明の第２２の態様によれば、第２１の態様に記載の光ピックアップ装置において、前記記録密度が互いに異なる少なくとも２種類の光ディスクのうち、前記第１光束により情報の記録及び／又は再生を行う光ディスクを第１光ディスクとしたとき、前記光ピックアップ装置は、前記光前記第１光ディスクの情報記録面からの前記第１光束の反射光束を検出するための光検出器を更に有し、
前記第１光ディスクの情報記録面により反射された前記第１光束は、前記対物光学系と、前記収差補正光学系中の全てのプラスチックレンズを透過した後に、前記光検出器に入射することが好ましい。
【００５９】
これによれば、高密度光ディスクの情報記録面からの反射光束が、対物光学系と収差補正光学系中の全てのプラスチックレンズとを透過した後に、高密度光ディスク用の光検出器に入射するように、この光検出器を光ピックアップ装置内に配設するのが好ましい。これにより、環境温度が変化した場合でも、光源と光検出器との共役関係を不変とすることができるので、高密度光ディスク用の光検出器での信号検出を良好に行なうことが出来る。
【００６０】
本発明の第２３の態様によれば、第２１又は第２２の態様に記載の光ピックアップ装置において、前記光ピックアップ装置は、前記収差補正光学系中の少なくとも１つの構成レンズを光軸方向に駆動するためのアクチュエータを更に有し、
前記アクチュエータにより、前記収差補正光学系中の少なくとも１つの構成レンズを光軸方向に駆動することにより、前記第１光束に対する前記対物光学系の物点位置を光軸方向に可変調整することが好ましい。
【００６１】
これによれば、収差補正光学系中のレンズをアクチュエータにより光軸方向に駆動できるように構成することで、２層ディスク、４層ディスク等の多層ディスクの層間のフォーカスジャンプ、青紫色半導体レーザ光源の製造誤差による波長ばらつき、等に起因して発生する球面収差を補正することが出来るので、高密度光ディスクに対する良好な記録／再生特性を得ることが出来る。
また、多層ディスクの記録層間のフォーカスジャンプに起因して発生する球面収差は、記録層間の距離、対物光学系の像側開口数、記録／再生時の波長をパラメータとして発生するが、これらのパラメータは光ディスクの規格により決定されている。従って、フォーカスジャンプ時に発生する球面収差は、光ディスクの種類によりその量が決まっているので、フォーカスジャンプ時に必要な収差補正光学系中の可動レンズの移動量は、光ディスクの種類と、収差補正光学系の仕様により一意に決定される。即ち、多層ディスクの記録層間のフォーカスジャンプ時においては、球面収差を検出するための球面収差検出手段は必要がなく、光ディスクの種類とフォーカスジャンプの方向（例えば、第１層→第２層、或いは第２層→第１層）を検出し、その結果により決定される方向に、決まった量だけ可動レンズを移動させれば良い。
【００６２】
また、青紫色半導体レーザ光源の製造誤差による波長ばらつきに起因して発生する球面収差は、光ピックアップ装置の製造工程において、可動レンズの位置を調整すれば良いので、高密度光ディスクに対する記録／再生時にこれを補正する必要はない。
以上より、本発明による光ピックアップ光学系を搭載した光ピックアップ装置では、高密度光ディスクに対する記録／再生時に発生する温度変化に伴う球面収差変化は、収差補正光学系中のプラスチックレンズの作用により自動的に補正されるので、球面収差検出手段や、球面収差検出手段の検出結果に応じて可動レンズのアクチュエータを制御するための複雑な制御回路は必要なく、光ピックアップ装置の構成が簡素になり、低コスト化を実現できる。
【００６３】
本発明の第２４の態様によれば、第２１乃至第２３の態様のいずれかに記載の光ピックアップ装置を搭載した光情報記録再生装置であることが好ましい。この光情報記録再生装置は、光ディスクを回転可能に保持する光ディスクホルダーを有することが好ましい。尚、本発明における光情報記録再生装置とは、光情報記録装置、光情報再生装置及び光情報記録及び光情報再生装置を含み、光情報記録媒体に対する情報の記録及び／又は再生が可能な装置を指す。
【００６４】
これによれば、第２１乃至第２３の態様のいずれかと同様の効果が得られる。
【発明の効果】
【００６５】
本発明によれば、レーザ光源波長が異なる高密度光ディスク及びＤＶＤ等の光ディスクに対して、或いは、高密度光ディスク、ＤＶＤ、及びＣＤ等の複数種類の光ディスクに対して互換性を維持しながら適切に情報の記録／再生を行え、小型化、軽量化、低コスト化、構成の簡素化に適した光ピックアップ光学系であって、高密度光ディスクに対する情報の記録／再生時に、環境温度変化に伴って、プラスチックレンズを含む対物光学系で発生する球面収差変化を補正することができる収差補正光学系を備えた、簡素な構成の光ピックアップ光学系を得られる。また、これらの光ピックアップ光学系を搭載した光ピックアップ装置及び、この光ピックアップ装置を搭載した光情報記録再生装置を得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６６】
以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、高密度光ディスクＨＤ（第１光ディスク）とＤＶＤ（第２光ディスク）とＣＤ（第３光ディスク）との何れに対しても適切に情報の記録／再生を行える第１の光ピックアップ装置ＰＵ１の構成を概略的に示す図である。高密度光ディスクＨＤの光学的仕様は、波長λ１＝４０８ｎｍ、保護層ＰＬ１の厚さｔ１＝０．０８７５ｍｍ、開口数ＮＡ１＝０．８５であり、ＤＶＤの光学的仕様は、波長λ２＝６５８ｎｍ、保護層ＰＬ２の厚さｔ２＝０．６ｍｍ、開口数ＮＡ２＝０．６７であり、ＣＤの光学的仕様は、波長λ３＝７８５ｎｍ、保護層ＰＬ３の厚さｔ３＝１．２ｍｍ、開口数ＮＡ３＝０．５１である。但し、波長、保護層の厚さ、及び開口数の組合せはこれに限られない。
【００６７】
光ピックアップ装置ＰＵ１は、高密度光ディスクＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され４０８ｎｍのレーザ光束（第１光束）を射出する青紫色半導体レーザＬＤ１（第１光源）、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され６５８ｎｍのレーザ光束（第２光束）を射出する赤色半導体レーザＬＤ２（第２光源）、第１光束及び第２光束共通の光検出器ＰＤ１２、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され７８５ｎｍのレーザ光束（第３光束）を射出する赤外半導体レーザＬＤ３（第３光源）と光検出器ＰＤ３とが一体化されたＣＤ用モジュールＭＤ３、収差補正光学系としてのビームエキスパンダ光学系ＥＸＰ、１軸アクチュエータＵＡＣ、各レーザ光束を情報記録面ＲＬ１、ＲＬ２，ＲＬ３上に集光させる機能を有する対物光学系ＯＢＪ、２軸アクチュエータＡＣ、第１のビームコンバイナＢＣ１、第２のビームコンバイナＢＣ２、第３のビームコンバイナＢＣ３、第１コリメート光学系ＣＯＬ１、第２コリメート光学系ＣＯＬ２、絞りＳＴＯ、センサーレンズＳＥＮ等から構成されている。
ビームエキスパンダ光学系は、近軸における屈折力が負であるガラスレンズ（第１レンズＥＸＰ１）と、近軸における屈折力が正であるプラスチックレンズ（第２レンズＥＸＰ２）とから構成されており、第１光束と第２光束との共通光路中に配設されている。
【００６８】
光ピックアップ装置ＰＵ１において、高密度光ディスクＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、図１において実線でその光線経路を描いたように、まず、青紫色半導体レーザＬＤ１を発光させる。青紫色半導体レーザＬＤ１から射出された発散光束は、第１コリメート光学系ＣＯＬ１を透過することにより平行光束に変換された後、第１及び第２のビームコンバイナＢＣ１及びＢＣ２、第１レンズＥＸＰ１、第２レンズＥＸＰ２、第３のビームコンバイナＢＣ３を順に通過し、対物光学系ＯＢＪによって高密度光ディスクＨＤの保護層ＰＬ１を介して情報記録面ＲＬ１上に形成されるスポットとなる。
なお、対物光学系ＯＢＪについての詳しい説明は後述する。
【００６９】
そして、対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ１で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ、第３のビームコンバイナＢＣ３、ビームエキスパンダ光学系ＥＸＰの第２レンズＥＸＰ２及び第１レンズＥＸＰ１を通過し、第２のビームコンバイナＢＣ２で分岐され、センサーレンズＳＥＮを通り、光検出器ＰＤ１２の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ１２の出力信号を用いて高密度光ディスクＨＤに記録された情報を読み取ることができる。
また、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、図１において点線でその光線経路を描いたように、まず、赤色半導体レーザＬＤ２を発光させる。赤色半導体レーザＬＤ２から射出された発散光束は、第１のビームコンバイナＢＣ１で反射して、第２のビームコンバイナＢＣ２、第１レンズＥＸＰ１、第２レンズＥＸＰ２、第３のビームコンバイナＢＣ３を順に通過し、対物光学系ＯＢＪによってＤＶＤの保護層ＰＬ２を介して情報記録面ＲＬ２上に形成されるスポットとなる。
【００７０】
そして、対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ２で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ、第３のビームコンバイナＢＣ３、第２レンズＥＸＰ２、第１レンズＥＸＰ１を通過し、第２のビームコンバイナＢＣ２で分岐され、センサーレンズＳＥＮを通り、光検出器ＰＤ１２の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ１２の出力信号を用いてＤＶＤに記録された情報を読み取ることができる。
【００７１】
また、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、図１において二点鎖線でその光線経路を描いたように、ＣＤ用モジュールＭＤ３を作動させて赤外半導体レーザＬＤ３を発光させる。赤外半導体レーザＬＤ３から射出された発散光束は、第３のビームコンバイナＢＣ３により反射された後、対物光学系ＯＢＪによってＣＤの保護層ＰＬ３を介して情報記録面ＲＬ３上に形成されるスポットとなる。対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ３で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪを透過した後、第３のビームコンバイナＢＣ３により反射され、ＣＤ用モジュールＭＤ３の光検出器ＰＤ３の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ３の出力信号を用いてＣＤに記録された情報を読み取ることができる。
また、本実施の形態において、青紫色半導体レーザＬＤ１と赤色半導体レーザＬＤ２とが一体化され、１つの筐体に収められたパッケージ光源ユニットを用いることもできる。この場合、第１のビームコンバイナＢＣ１を削除することができると共に、例えば、第２コリメート光学系ＣＯＬ２を削除することができる。
【００７２】
次に、対物光学系ＯＢＪの構成について説明する。なお、対物光学系ＯＢＪは、後述する第２〜第４、第６〜第９の実施の形態においても同様の構成となっている。
対物光学系ＯＢＪは、図２及び図３に示すように、収差補正素子Ｌ１とこの収差補正素子Ｌ１を透過したレーザ光束を光ディスクの情報記録面上に集光させる機能を有する両面が非球面とされた集光素子Ｌ２とから構成されている。収差補正素子Ｌ１と集光素子Ｌ２は共にプラスチックレンズであり、それぞれの光学機能部の周囲には、光学機能部と一体に成形されたフランジ部ＦＬ１、ＦＬ２が形成されており、かかるフランジ部ＦＬ１、ＦＬ２の一部同士を嵌合することで一体化されている。
尚、本実施の形態においては、収差補正素子Ｌ１と集光素子Ｌ２とを、それぞれのフランジ部同士を嵌合することにより一体化する構成としたが、収差補正素子Ｌ１と集光素子Ｌ２との一体化は、それら互いの相対位置関係が不変となるように保持されていれば良く、例えば、収差補正素子Ｌ１と集光素子Ｌ２とを鏡枠を介して一体化する構成であっても良い。
収差補正素子Ｌ１の光源側の光学機能面Ｓ１は、図３（ａ）に示すように、ＤＶＤの開口数０．６７までの領域に対応する第１領域ＡＲＥＡ１と、ＤＶＤの開口数０．６７から高密度光ディスクＨＤの開口数０．８５までの領域に対応する第２領域ＡＲＥＡ２とに分割されており、図２（ａ）に示すように、その内部に階段構造が形成された複数の輪帯が、光軸を中心として配列された構造である階段型回折構造ＨＯＥが第１領域ＡＲＥＡ１に形成されている。
【００７３】
第１領域ＡＲＥＡ１に形成された階段型回折構造ＨＯＥにおいて、各輪帯内に形成された階段構造の１段あたりの深さｄ０は、ｄ０＝２×λ１／（ｎ１−１）（μｍ）で算出される値に設定され、各輪帯の分割数Ｎは５に設定されている。但し、λ１は青紫色半導体レーザから射出されるレーザ光束の波長をミクロン単位で表したものであり（ここでは、λ１＝０．４０８μｍ）、ｎ１は収差補正素子Ｌ１の波長λ１に対する屈折率である（ここでは、ｎ１＝１．５２４２）。
この階段型回折構造ＨＯＥに対して、波長λ１のレーザ光束が入射した場合、隣接する階段間では２×λ１（μｍ）の光路差が発生し、波長λ１のレーザ光束は実質的に位相差が与えられないので回折されずにそのまま透過する。尚、以下の説明では、階段型回折構造により実質的に位相差が与えられずにそのまま透過する光束を０次回折光という。
【００７４】
一方、この階段型回折構造ＨＯＥに対して、赤色半導体レーザから射出される波長λ２（ここでは、λ２＝０．６５８μｍ）のレーザ光束が入射した場合、隣接する階段間ではｄ０×（ｎ２−１）−λ２＝０．１３μｍの光路差が生じることになり、５分割された輪帯１つ分では、０．１３×５＝０．６５μｍと波長λ２の１波長分の光路差が生じるので、隣接する輪帯を透過した波面がそれぞれ１波長ずれて重なり合うことになる。即ち、この階段型回折構造ＨＯＥにより波長λ２の光束は１次方向に回折される回折光となる。尚、ｎ２は収差補正素子Ｌ２の波長λ２に対する屈折率である（ここでは、ｎ２＝１．５０６４）。このときの波長λ２のレーザ光束の１次回折光の回折効率は、８７．５％となるが、ＤＶＤに対する情報の記録／再生には十分な光量である。対物光学系ＯＢＪでは、階段型回折構造ＨＯＥの作用により、高密度光ディスクＨＤとＤＶＤとの保護層の厚さの違いに起因する球面収差を補正している。
【００７５】
また、この階段型回折構造に対して、赤外半導体レーザから射出される波長λ３（ここでは、λ３＝０．７８５μｍ）のレーザ光束が入射した場合、λ３≒２×λ１であるので、隣接する階段間では１×λ３（μｍ）の光路差が発生し、波長λ３のレーザ光束も波長λ１のレーザ光束と同様に、実質的に位相差が与えられないので回折されずにそのまま透過する（０次回折光）。対物光学系ＯＢＪでは、波長λ１と波長λ３とに対する倍率を異ならしめることで、高密度光ディスクＨＤとＣＤとの保護層の厚さの違いに起因する球面収差を補正している。
更に、第１〜第４、第６〜第８の実施の形態の対物光学系ＯＢＪにおいては、収差補正素子Ｌ１の光ディスク側の光学機能面Ｓ２は、図３（ｃ）に示すように、ＤＶＤの開口数０．６７内の領域に相当する光軸を含む第３領域ＡＲＥＡ３と、ＤＶＤの開口数０．６７から高密度光ディスクＨＤの開口数０．８５までの領域に相当する第４領域ＡＲＥＡ４とに分割されており、ブレーズ型回折構造ＤＯＥ１が、第３領域ＡＲＥＡ３に形成され、ブレーズ型回折構造ＤＯＥ２が、第４領域ＡＲＥＡ４に形成されている。ブレーズ型回折構造ＤＯＥ１、ＤＯＥ２は、青紫色領域における対物光学系ＯＢＪの色収差を補正するための構造である。
尚、第９の実施の形態の対物光学系ＯＢＪにおいては、収差補正素子Ｌ１の光ディスク側の光学機能面Ｓ２は、近軸において光ディスク側に凸の形状を有する非球面となっている。
【００７６】
また、各実施の形態における光ピックアップ装置は、第１光ディスクに対する情報の記録及び／又は再生を行う場合の、対物光学系の温度変化に伴う球面収差の変化率ΔＳＡ／ΔＴが上記（１）式を満たすように設計されている。
これにより、対物光学系ＯＢＪの温度変化に伴う球面収差の変化率ΔＳＡ／ΔＴに対して、収差補正光学系中のプラスチックレンズの屈折力を適切に設定すると、対物光学系中のプラスチックレンズの屈折率低下の影響で補正過剰方向に変化する球面収差と、収差補正光学系中のプラスチックレンズの屈折率低下に伴う、対物光学系の倍率変化で補正不足方向に変化する球面収差とをキャンセルさせることが可能となる。
従って、高密度光ディスクの記録／再生中の温度変化に追従して収差補正光学系中のレンズをアクチュエータにより移動させて対物光学系の温度特性を補正する必要がなくなるので、互換型光ピックアップ装置の構成を簡易なものにすることが出来る。
【００７７】
また、収差補正光学系中のプラスチックレンズの屈折力は、対物光学系の温度特性に依存して一意に決まってしまうので、収差補正光学系がプラスチックレンズのみで構成されていると、焦点距離、バックフォーカス、倍率等の収差補正光学系の近軸量を決定するための自由度が不足するが、本実施の形態の光ピックアップ装置ＰＵ１では、収差補正光学系中に配設した温度変化の影響を受けないガラスレンズの屈折力を自由に選択することが出来るので、収差補正光学系の様々な仕様に対応することが可能となる。
【００７８】
また、第１〜第５の実施の形態において、コリメート光学系（ＣＯＬ、ＣＯＬ１、ＣＯＬ２、ＣＯＬ３）とビームエキスパンダ光学系ＥＸＰとの間の光路中にビーム整形プリズムの一対の光学素子を配置する場合には、第１コリメート光学系ＣＯＬ１をガラスレンズで構成するのが好ましい。これにより、第１コリメート光学系ＣＯＬ１から射出される光束の平行度は温度変化に対して不変となるので、温度変化が生じた場合でも非点収差が発生しない。
また、本実施の形態における光ピックアップ装置ＰＵ１では、ビームエキスパンダ光学系ＥＸＰが、第１光束と第２光束との共通光路中に配設されるので、第２光束を用いるＤＶＤに対する記録／再生時も温度特性を補正できる。また、１軸アクチュエータＵＡＣによりビームエキスパンダ光学系ＥＸＰの第１レンズＥＸＰ１を移動させることで、高密度光ディスクだけでなく、ＤＶＤに対する記録／再生時にも球面収差を補正できる。
【００７９】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明するが、上記第１の実施の形態と同様の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
図４に示すように、光ピックアップ装置ＰＵ２は、第１光束を射出する青紫色半導体レーザＬＤ１、光検出器ＰＤ１、第２光束を射出する赤色半導体レーザＬＤ２と光検出器ＰＤ２とが一体化されたＤＶＤ用モジュールＭＤ２、第３光束を射出する赤外半導体レーザＬＤ３と光検出器ＰＤ３とが一体化されたＣＤ用モジュールＭＤ３、収差補正光学系としてのビームエキスパンダ光学系ＥＸＰ、１軸アクチュエータＵＡＣ、対物光学系ＯＢＪ、２軸アクチュエータＡＣ、第１のビームコンバイナＢＣ１、第２のビームコンバイナＢＣ２、第３のビームコンバイナＢＣ３、コリメート光学系ＣＯＬ等から構成されている。
そして、本実施の形態における光ピックアップ装置ＰＵ２では、コリメート光学系ＣＯＬ、ビームエキスパンダ光学系ＥＸＰ中の近軸における屈折力が負であるガラスレンズ（第１レンズＥＸＰ１）、第２のビームコンバイナＢＣ２、ビームエキスパンダ光学系ＥＸＰ中の近軸における屈折力が正であるプラスチックレンズ（第２レンズＥＸＰ２）、対物光学系ＯＢＪの順に青紫色半導体レーザＬＤ１側から配設されている。
【００８０】
光ピックアップ装置ＰＵ２において、高密度光ディスクＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、図４において実線でその光線経路を描いたように、まず、青紫色半導体レーザＬＤ１を発光させる。青紫色半導体レーザＬＤ１から射出された発散光束は、第１のビームコンバイナＢＣ１を通過して、コリメート光学系ＣＯＬを透過することにより平行光束に変換された後、第１レンズＥＸＰ１、第２のビームコンバイナＢＣ２、第２レンズＥＸＰ２、第３のビームコンバイナＢＣ３を順に通過し、対物光学系ＯＢＪによって高密度光ディスクＨＤの保護層ＰＬ１を介して情報記録面ＲＬ１上に形成されるスポットとなる。
そして、対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ１で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ、第３のビームコンバイナＢＣ３、第２レンズＥＸＰ２、第２のビームコンバイナＢＣ２、第１レンズＥＸＰ１、コリメート光学系ＣＯＬを透過し、第１のビームコンバイナＢＣ１で分岐され、センサーレンズＳＥＮを通り、光検出器ＰＤ１の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ１の出力信号を用いて高密度光ディスクＨＤに記録された情報を読み取ることができる。
【００８１】
また、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、図４において点線でその光線経路を描いたように、まず、赤色半導体レーザＬＤ２を発光させる。赤色半導体レーザＬＤ２から射出された発散光束は、第２のビームコンバイナＢＣ２で反射して、第２レンズＥＸＰ２において平行光束に変換された後、第３のビームコンバイナＢＣ３を順に通過し、対物光学系ＯＢＪによってＤＶＤの保護層ＰＬ２を介して情報記録面ＲＬ２上に形成されるスポットとなる。
そして、対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ２で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ、第３のビームコンバイナＢＣ３、第２レンズＥＸＰ２を通過し、第２のビームコンバイナＢＣ２で分岐され、光検出器ＰＤ２の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ２の出力信号を用いてＤＶＤに記録された情報を読み取ることができる。
【００８２】
また、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、図４において二点鎖線でその光線経路を描いたように、ＣＤ用モジュールＭＤ３を作動させて赤外半導体レーザＬＤ３を発光させる。赤外半導体レーザＬＤ３から射出された発散光束は、第３のビームコンバイナＢＣ３により反射された後、対物光学系ＯＢＪによってＣＤの保護層ＰＬ３を介して情報記録面ＲＬ３上に形成されるスポットとなる。対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ３で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪを透過した後、第３のビームコンバイナＢＣ３により反射され、ＣＤ用モジュールＭＤ３の光検出器ＰＤ３の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ３の出力信号を用いてＣＤに記録された情報を読み取ることができる。
【００８３】
本実施の形態における光ピックアップ装置ＰＵ２では、ビームエキスパンダ光学系ＥＸＰ中のプラスチックレンズ（第２レンズＥＸＰ２）が、第１光束と第２光束の共通光路にあるので、対物光学系ＯＢＪがＤＶＤの記録／再生に際して温度上昇に伴って球面収差が補正過剰方向に変化するような温度特性を有する場合には、第２レンズＥＸＰ２の作用により、ＤＶＤに対する記録／再生時の温度特性も補正することが可能となる。また、第２レンズＥＸＰ２が第２光束のコリメート光学系を兼ねているので、部品点数を削減できる。さらに、さらに、プラスチックレンズ（第２レンズＥＸＰ２）をアクチュエータにより移動可能としておくと、高密度光ディスクだけでなく、ＤＶＤに対する記録／再生時にも、上記球面収差を補正できる。
【００８４】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明するが、上記第１の実施の形態と同様の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
図５に示すように、光ピックアップ装置ＰＵ３は、第１光束を射出する青紫色半導体レーザＬＤ１、光検出器ＰＤ１、第２光束を射出する赤色半導体レーザＬＤ２と光検出器ＰＤ２とが一体化されたＤＶＤ用モジュールＭＤ２、第３光束を射出する赤外半導体レーザＬＤ３と光検出器ＰＤ３とが一体化されたＣＤ用モジュールＭＤ３、収差補正光学系としてのビームエキスパンダ光学系ＥＸＰ、１軸アクチュエータＵＡＣ、対物光学系ＯＢＪ、２軸アクチュエータＡＣ、第１のビームコンバイナＢＣ１、第２のビームコンバイナＢＣ２、第３のビームコンバイナＢＣ３、コリメート光学系ＣＯＬ、カップリング光学系ＣＵＬ３等から構成されている。
そして、本実施の形態における光ピックアップ装置ＰＵ３では、コリメート光学系ＣＯＬ、ビームエキスパンダ光学系ＥＸＰ中の近軸における屈折力が正であるプラスチックレンズ（第２レンズＥＸＰ２）、第２のビームコンバイナＢＣ２、ビームエキスパンダ光学系ＥＸＰ中の近軸における屈折力が負であるガラスレンズ（第１レンズＥＸＰ１）、対物光学系ＯＢＪの順に青紫色半導体レーザＬＤ１側から配設されている。
【００８５】
光ピックアップ装置ＰＵ３において、高密度光ディスクＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、図５において実線でその光線経路を描いたように、まず、青紫色半導体レーザＬＤ１を発光させる。青紫色半導体レーザＬＤ１から射出された発散光束は、第１のビームコンバイナＢＣ１を通過して、コリメート光学系ＣＯＬを透過することにより平行光束に変換された後、第２レンズＥＸＰ２、第２のビームコンバイナＢＣ２、第１レンズＥＸＰ１、第３のビームコンバイナＢＣ３を順に通過し、対物光学系ＯＢＪによって高密度光ディスクＨＤの保護層ＰＬ１を介して情報記録面ＲＬ１上に形成されるスポットとなる。
そして、対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ１で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ、第３のビームコンバイナＢＣ３、第１レンズＥＸＰ１、第２のビームコンバイナＢＣ２、第２レンズＥＸＰ２、コリメート光学系ＣＯＬを透過し、第１のビームコンバイナＢＣ１で分岐され、センサーレンズＳＥＮを通り、光検出器ＰＤ１の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ１の出力信号を用いて高密度光ディスクＨＤに記録された情報を読み取ることができる。
【００８６】
また、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、図５において点線でその光線経路を描いたように、まず、赤色半導体レーザＬＤ２を発光させる。赤色半導体レーザＬＤ２から射出された発散光束は、カップリング光学系ＣＵＬ３を通過して、第２のビームコンバイナＢＣ２で反射して、第１レンズＥＸＰ１において平行光束に変換された後、第３のビームコンバイナＢＣ３を通過し、対物光学系ＯＢＪによってＤＶＤの保護層ＰＬ２を介して情報記録面ＲＬ２上に形成されるスポットとなる。
そして、対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ２で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ、第３のビームコンバイナＢＣ３、第１レンズＥＸＰ１を通過し、第２のビームコンバイナＢＣ２で分岐され、カップリング光学系ＣＵＬ３を通過して、光検出器ＰＤ２の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ２の出力信号を用いてＤＶＤに記録された情報を読み取ることができる。
【００８７】
また、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、図５において二点鎖線でその光線経路を描いたように、ＣＤ用モジュールＭＤ３を作動させて赤外半導体レーザＬＤ３を発光させる。赤外半導体レーザＬＤ３から射出された発散光束は、第３のビームコンバイナＢＣ３により反射された後、対物光学系ＯＢＪによってＣＤの保護層ＰＬ３を介して情報記録面ＲＬ３上に形成されるスポットとなる。対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ３で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪを透過した後、第３のビームコンバイナＢＣ３により反射され、ＣＤ用モジュールＭＤ３の光検出器ＰＤ３の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ３の出力信号を用いてＣＤに記録された情報を読み取ることができる。
本実施の形態における光ピックアップ装置ＰＵ３では、ビームエキスパンダ光学系ＥＸＰ中のプラスチックレンズ（第２レンズＥＸＰ２）が第１光束の専用光路にあるので、ビームエキスパンダ光学系ＥＸＰの有無は、第２光束を利用するＤＶＤに対する記録／再生時の温度特性に影響を与えない。従って、第１光束を利用する高密度光ディスクに対する記録／再生時の温度特性を補正することのみを考慮してプラスチックレンズ（第２レンズＥＸＰ２）の屈折力を決定することが出来る。さらに、ガラスレンズ（第１レンズＥＸＰ１）を１軸アクチュエータＵＡＣにより移動させることで、高密度光ディスクだけでなく、ＤＶＤに対する記録／再生時にも、上記球面収差を補正できる。
【００８８】
［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態について説明するが、上記第１の実施の形態と同様の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
図６に示すように、光ピックアップ装置ＰＵ４は、第１光束を射出する青紫色半導体レーザＬＤ１と光検出器ＰＤ１とが一体化された高密度光ディスク用モジュールＭＤ１、第２光束を射出する赤色半導体レーザＬＤ２と光検出器ＰＤ２とが一体化されたＤＶＤ用モジュールＭＤ２、第３光束を射出する赤外半導体レーザＬＤ３と光検出器ＰＤ３とが一体化されたＣＤ用モジュールＭＤ３、収差補正光学系としてのビームエキスパンダ光学系ＥＸＰ、１軸アクチュエータＵＡＣ、対物光学系ＯＢＪ、２軸アクチュエータＡＣ、第１のビームコンバイナＢＣ１、第２のビームコンバイナＢＣ２、第１コリメート光学系ＣＯＬ１、第２コリメート光学系ＣＯＬ２等から構成されている。
本実施の形態における光ピックアップ光学系では、ビームエキスパンダ光学系ＥＸＰが第１光束の専用光路中に配設されている。
【００８９】
光ピックアップ装置ＰＵ４において、高密度光ディスクＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、図６において実線でその光線経路を描いたように、まず、青紫色半導体レーザＬＤ１を発光させる。青紫色半導体レーザＬＤ１から射出された発散光束は、第１コリメート光学系を透過することにより平行光束に変換された後、第１レンズＥＸＰ１（近軸における屈折力が負であるガラスレンズ）、第２レンズＥＸＰ２（近軸における屈折力が正であるプラスチックレンズ）、第１のビームコンバイナＢＣ１、第２のビームコンバイナＢＣ２を順に通過し、対物光学系ＯＢＪによって高密度光ディスクＨＤの保護層ＰＬ１を介して情報記録面ＲＬ１上に形成されるスポットとなる。
【００９０】
そして、対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ１で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ、第２のビームコンバイナＢＣ２、第１のビームコンバイナＢＣ１、第２レンズＥＸＰ２、第１レンズＥＸＰ１、第１コリメート光学系ＣＯＬを透過し、光検出器ＰＤ１の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ１の出力信号を用いて高密度光ディスクＨＤに記録された情報を読み取ることができる。
【００９１】
また、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、図６において点線でその光線経路を描いたように、まず、赤色半導体レーザＬＤ２を発光させる。赤色半導体レーザＬＤ２から射出された発散光束は、第２コリメート光学系ＣＯＬ２を透過することにより平行光束に変換された後、第１のビームコンバイナＢＣ１で反射して、第２のビームコンバイナＢＣ２を通過し、対物光学系ＯＢＪによってＤＶＤの保護層ＰＬ２を介して情報記録面ＲＬ２上に形成されるスポットとなる。
そして、対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ２で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ、第２のビームコンバイナＢＣ２を通過し、第１のビームコンバイナＢＣ１で分岐され、第２コリメート光学系ＣＯＬ２を透過することにより収斂光束に変換された後、光検出器ＰＤ２の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ２の出力信号を用いてＤＶＤに記録された情報を読み取ることができる。
【００９２】
また、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、図６において二点鎖線でその光線経路を描いたように、ＣＤ用モジュールＭＤ３を作動させて赤外半導体レーザＬＤ３を発光させる。赤外半導体レーザＬＤ３から射出された発散光束は、第２のビームコンバイナＢＣ２により反射された後、対物光学系ＯＢＪによってＣＤの保護層ＰＬ３を介して情報記録面ＲＬ３上に形成されるスポットとなる。対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ３で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪを透過した後、第２のビームコンバイナＢＣ２により反射され、ＣＤ用モジュールＭＤ３の光検出器ＰＤ３の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ３の出力信号を用いてＣＤに記録された情報を読み取ることができる。
本実施の形態における光ピックアップ装置ＰＵ４では、ビームエキスパンダ光学系ＥＸＰ中のプラスチックレンズ（第２レンズＥＸＰ２）が第１光束の専用光路にあるので、ビームエキスパンダ光学系ＥＸＰの有無は、第２光束を利用するＤＶＤに対する記録／再生時温度特性に影響を与えない。従って、第１光束を利用する高密度光ディスクに対する記録／再生時の温度特性を補正することのみを考慮してプラスチックレンズ（第２レンズＥＸＰ２）の屈折力を決定することが出来る。
【００９３】
［第５の実施の形態］
本実施の形態における光ピックアップ装置ＰＵ５おける高密度光ディスクＨＤの光学的仕様は、波長λ１＝４０７ｎｍ、保護層ＰＬ１の厚さｔ１＝０．６ｍｍ、開口数ＮＡ１＝０．６７であり、ＤＶＤの光学的仕様は、波長λ２＝６５５ｎｍ、保護層ＰＬ２の厚さｔ２＝０．６ｍｍ、開口数ＮＡ２＝０．６６であり、ＣＤの光学的仕様は、波長λ３＝７８５ｎｍ、保護層ＰＬ３の厚さｔ３＝１．２ｍｍ、開口数ＮＡ３＝０．５１である。但し、波長、保護層の厚さ、及び開口数の組合せはこれに限られない。
図７に示すように、光ピックアップ装置ＰＵ５は、第１光束を射出する青紫色半導体レーザＬＤ１、第２光束を射出する赤色半導体レーザＬＤ２、第３光束を射出する赤外半導体レーザＬＤ３、第１〜第３光束共通の光検出器ＰＤ１２３、収差補正光学系としてのビームエキスパンダ光学系ＥＸＰ、１軸アクチュエータＵＡＣ、対物光学系ＯＢＪ'、２軸アクチュエータＡＣ、第１のビームコンバイナＢＣ１、第２のビームコンバイナＢＣ２、第３のビームコンバイナＢＣ３、第１コリメート光学系ＣＯＬ１、第２コリメート光学系ＣＯＬ２、第３コリメート光学系ＣＯＬ３等から構成されている。
本実施の形態における光ピックアップ光学系では、ビームエキスパンダ光学系ＥＸＰが第１光束、第２光束及び第３光束の共通光路中に配設されている。
【００９４】
光ピックアップ装置ＰＵ５において、高密度光ディスクＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、図７において実線でその光線経路を描いたように、まず、青紫色半導体レーザＬＤ１を発光させる。青紫色半導体レーザＬＤ１から射出された発散光束は、第１コリメート光学系ＣＯＬ１を透過することにより平行光束に変換された後、第１のビームコンバイナＢＣ１、第２のビームコンバイナＢＣ２、第３のビームコンバイナＢＣ３、第１レンズＥＸＰ１（近軸における屈折力が負であるガラスレンズ）、第２レンズＥＸＰ２（近軸における屈折力が正であるプラスチックレンズ）を順に通過し、対物光学系ＯＢＪ´によって高密度光ディスクＨＤの保護層ＰＬ１を介して情報記録面ＲＬ１上に形成されるスポットとなる。
そして、対物光学系ＯＢＪ´は、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ１で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ´、第２レンズＥＸＰ２、第１レンズＥＸＰ１を通過し、第３のビームコンバイナＢＣ３で分岐され、センサーレンズＳＥＮを通り、光検出器ＰＤ１２３の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ１２３の出力信号を用いて高密度光ディスクＨＤに記録された情報を読み取ることができる。
【００９５】
また、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、図７において点線でその光線経路を描いたように、まず、赤色半導体レーザＬＤ２を発光させる。赤色半導体レーザＬＤ２から射出された発散光束は、第２コリメート光学系ＣＯＬ２を通過することにより平行光束に変換された後、第１のビームコンバイナＢＣ１で反射され、第２のビームコンバイナＢＣ２、第３のビームコンバイナＢＣ３、第１レンズＥＸＰ１、第２レンズＥＸＰ２を順に通過し、対物光学系ＯＢＪ´によってＤＶＤの保護層ＰＬ２を介して情報記録面ＲＬ２上に形成されるスポットとなる。
そして、対物光学系ＯＢＪ´は、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ２で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ´、第２レンズＥＸＰ２、第１レンズＥＸＰ１を通過し、第３のビームコンバイナＢＣ３で分岐され、センサーレンズＳＥＮを通り、光検出器ＰＤ１２３の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ１２３の出力信号を用いてＤＶＤに記録された情報を読み取ることができる。
【００９６】
また、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、図７において二点鎖線でその光線経路を描いたように、まず、赤外半導体レーザＬＤ３を発光させる。赤外半導体レーザＬＤ３から射出された発散光束は、第３コリメート光学系ＣＯＬ３を通過することにより平行光束に変換された後、第３のビームコンバイナＢＣ３で反射され、第１レンズＥＸＰ１、第２レンズＥＸＰ２を順に通過し、対物光学系ＯＢＪ´によってＣＤの保護層ＰＬ３を介して情報記録面ＲＬ３上に形成されるスポットとなる。
そして、対物光学系ＯＢＪ´は、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ３で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ´、第２レンズＥＸＰ２、第１レンズＥＸＰ１を通過し、第３のビームコンバイナＢＣ３で分岐され、センサーレンズＳＥＮを通り、光検出器ＰＤ１２３の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ１２３の出力信号を用いてＣＤに記録された情報を読み取ることができる。
また、本実施の形態において、赤色半導体レーザＬＤ２と赤外半導体レーザＬＤ３とが一体化され、１つの筐体に収められたパッケージ光源ユニットを用いることもできる。この場合、第２のビームコンバイナＢＣ２を削除することができるとともに、コリメート光学系を２つにすることができ、例えば、第３コリメート光学系ＣＯＬ３を削除することができる。
また、本実施の形態において、青紫色半導体レーザＬＤ１と赤色半導体レーザＬＤ２とが一体化され、１つの筐体に収められたパッケージ光源ユニットを用いることもできる。この場合、第１のビームコンバイナＢＣ１を削除することができと共に、コリメート光学系を２つにすることができ、例えば、第２コリメート光学系ＣＯＬ２を削除することができる。
またさらに、本実施の形態において、青紫色半導体レーザＬＤ１、赤色半導体レーザＬＤ２及び赤外半導体レーザＬＤ３とが一体化され、１つの筐体に収められたパッケージ光源ユニットを用いることもできる。この場合、第１、第２のビームコンバイナＢＣ１、ＢＣ２を削除することができると共に、コリメート光学系を１つにすることができ、例えば、第２、第３コリメート光学系ＣＯＬ２、ＣＯＬ３を削除することができる。
次に、対物光学系ＯＢＪ'の構成について説明する。尚、対物光学系ＯＢＪ'は、後述する第１０の実施の形態においても同様の構成となっている。
【００９７】
対物光学系ＯＢＪ'は、両面が非球面とされた１枚のプラスチックレンズから構成されており、光源側の光学機能面Ｓ１には、ブレーズ型回折構造ＤＯＥ３が形成されている。ブレーズ型回折構造ＤＯＥ３は、プラスチックレンズの色収差に起因する波長λ１と波長λ２の球面収差を補正するための構造であり、この作用により、第１光束と第２光束は、それぞれ高密度光ディスクＨＤとＤＶＤとのそれぞれの情報記録面上に良好なスポットを形成する。また、対物光学系ＯＢＪ'では、波長λ１と波長λ３とに対する倍率を異ならしめることで、高密度光ディスクＨＤとＣＤとの保護層の厚さの違いに起因する球面収差を補正している。尚、第５及び第１０の実施の形態においては、収差補正光学系中のガラスレンズ（第５の実施の形態では第１レンズＥＸＰ１、第１０の実施の形態では第１レンズＣＵＬ１）を１軸アクチュエータＵＡＣにより移動させることで、対物光学系ＯＢＪ'の倍率を変化させている。
本実施の形態における光ピックアップ装置ＰＵ５では、ビームエキスパンダ光学系ＥＸＰ中のプラスチックレンズ（第２レンズＥＸＰ２）が、第１光束、第２光束及び第３光束の共通光路にあるので、対物光学系ＯＢＪ'がＤＶＤやＣＤの記録／再生に際して温度上昇に伴って球面収差が補正過剰方向に変化するような温度特性を有する場合には、第２レンズＥＸＰ２の作用により、ＤＶＤやＣＤに対する記録／再生時の温度特性も補正することが可能となる。さらに、第２レンズＥＸＰ１が１軸アクチュエータＵＡＣにより移動可能とされているので、高密度光ディスクだけでなく、ＤＶＤ及びＣＤに対する記録／再生時にも球面収差を補正できる。
【００９８】
［第６の実施の形態］
次に、本発明の第６の実施の形態について説明するが、上記第１の実施の形態と同様の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
図８に示すように、光ピックアップ装置ＰＵ６は、第１光束を射出する青紫色半導体レーザＬＤ１と第２光束を射出する赤色半導体レーザＬＤ２とが一体化された光源ユニットＬＵ１、第１光束及び第２光束共通の光検出器ＰＤ１２、第３光束を射出する赤外半導体レーザＬＤ３と光検出器ＰＤ３とが一体化されたＣＤ用モジュールＭＤ３、収差補正光学系としてのカップリング光学系ＣＵＬ、１軸アクチュエータＵＡＣ、対物光学系ＯＢＪ、２軸アクチュエータＡＣ、第１のビームコンバイナＢＣ１、第２のビームコンバイナＢＣ２等から構成されている。
【００９９】
尚、第６〜第１０の実施の形態においては、収差補正光学素子としてのカップリング光学系ＣＵＬは、青紫色半導体レーザＬＤ１から射出された波長λ１の発散光束を平行光束に変換するコリメート光学系である。
カップリング光学系は、ガラスレンズ（第１レンズＣＵＬ１）と、近軸における屈折力が正であるプラスチックレンズ（第２レンズＣＵＬ２）とから構成されており、第１光束と第２光束との共通光路中に配設されている。
【０１００】
光ピックアップ装置ＰＵ６において、高密度光ディスクＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、図８において実線でその光線経路を描いたように、まず、青紫色半導体レーザＬＤ１を発光させる。青紫色半導体レーザＬＤ１から射出された発散光束は、第１のビームコンバイナＢＣ１、第１レンズＣＵＬ１（近軸における屈折力が負であるガラスレンズ）、第２レンズＣＵＬ２（近軸における屈折力が正であるプラスチックレンズ）、第２のビームコンバイナＢＣ２を順に通過し、対物光学系ＯＢＪによって高密度光ディスクＨＤの保護層ＰＬ１を介して情報記録面ＲＬ１上に形成されるスポットとなる。
そして、対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ１で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ、第２のビームコンバイナＢＣ２、第２レンズＣＵＬ２、第１レンズＣＵＬ１を通過し、第１のビームコンバイナＢＣ１で分岐され、センサーレンズＳＥＮを通り、光検出器ＰＤ１２の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ１２の出力信号を用いて高密度光ディスクＨＤに記録された情報を読み取ることができる。
ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合は、高密度光ディスクＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合と同様であるので説明を省略する。
【０１０１】
また、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、図８において二点鎖線でその光線経路を描いたように、ＣＤ用モジュールＭＤ３を作動させて赤外半導体レーザＬＤ３を発光させる。赤外半導体レーザＬＤ３から射出された発散光束は、第２のビームコンバイナＢＣ２により反射された後、対物光学系ＯＢＪによってＣＤの保護層ＰＬ３を介して情報記録面ＲＬ３上に形成されるスポットとなる。対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ３で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪを透過した後、第２のビームコンバイナＢＣ２により反射され、ＣＤ用モジュールＭＤ３の光検出器ＰＤ３の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ３の出力信号を用いてＣＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０１０２】
第６〜第１０の実施の形態では、カップリング光学系ＣＵＬがガラスレンズと屈折力が正であるプラスチックレンズとを有するので、カップリング光学系ＣＵＬに、対物光学系ＯＢＪ、ＯＢＪ´の温度特性を補正するための収差補正光学系の機能を持たせることができ、光ピックアップ装置の部品点数の削減、低コスト化、小型化に有利となる。
尚、第６〜１０の実施の形態において、青紫色半導体レーザＬＤ１から射出されるレーザ光束の断面形状を楕円形から円形に整形するためのビーム整形素子を使用する場合には、少なくとも１つの光学面がシリンドリカル面とされたビーム整形素子を、青紫色半導体レーザＬＤ１とカップリング光学系との間の光路中に配置するのが好ましい。
また、本実施の形態における光ピックアップ装置ＰＵ６では、カップリング光学系ＣＵＬが、第１光束と第２光束との共通光路中に配設されるので、対物光学系ＯＢＪがＤＶＤの記録／再生に際して温度上昇に伴って球面収差が補正過剰方向に変化するような温度特性を有する場合には、第２レンズＣＵＬ２の作用により、ＤＶＤに対する記録／再生時の温度特性も補正することが可能となる。また、１軸アクチュエータＵＡＣにより第１レンズＣＵＬ１を移動させることで、高密度光ディスクだけでなく、ＤＶＤに対する記録／再生時にも球面収差を補正できる。
【０１０３】
［第７の実施の形態］
次に、本発明の第７の実施の形態について説明するが、上記第１の実施の形態と同様の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
図９に示すように、光ピックアップ装置ＰＵ７は、第１光束を射出する青紫色半導体レーザＬＤ１、第２光束を射出する赤色半導体レーザＬＤ２、第１光束及び第２光束共通の光検出器ＰＤ１２、第３光束を射出する赤外半導体レーザＬＤ３と光検出器ＰＤ３とが一体化されたＣＤ用モジュールＭＤ３、収差補正光学系としてのカップリング光学系ＣＵＬ、１軸アクチュエータＵＡＣ、対物光学系ＯＢＪ、２軸アクチュエータＡＣ、第１のビームコンバイナＢＣ１、第２のビームコンバイナＢＣ２、第３のビームコンバイナＢＣ３等から構成されている。
そして、本実施の形態における光ピックアップ装置ＰＵ７では、カップリング光学系ＣＵＬ中の近軸における屈折力が負であるガラスレンズ（第１レンズＣＵＬ１）、第２のビームコンバイナＢＣ２、カップリング光学系ＣＵＬ中の近軸における屈折力が正であるプラスチックレンズ（第２レンズＣＵＬ２）、対物光学系ＯＢＪの順に青紫色半導体レーザＬＤ１側から配設されている。
【０１０４】
光ピックアップ装置ＰＵ７において、高密度光ディスクＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、図９において実線でその光線経路を描いたように、まず、青紫色半導体レーザＬＤ１を発光させる。青紫色半導体レーザＬＤ１から射出された発散光束は、第１レンズＣＵＬ１、第１のビームコンバイナＢＣ１、第２のビームコンバイナＢＣ２を通過し、第２レンズＣＵＬ２において平行光束に変換された後、第３のビームコンバイナＢＣ３を通過し、対物光学系ＯＢＪによって高密度光ディスクＨＤの保護層ＰＬ１を介して情報記録面ＲＬ１上に形成されるスポットとなる。
そして、対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ１で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ、第３のビームコンバイナＢＣ３、第２レンズＣＵＬ２を通過し、第２のビームコンバイナＢＣ２で分岐され、センサーレンズＳＥＮを通り、光検出器ＰＤ１２の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ１２の出力信号を用いて高密度光ディスクＨＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０１０５】
ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合は、図９において点線でその光線経路を描いたように、まず、赤色半導体レーザＬＤ２を発光させる。赤色半導体レーザＬＤ２から射出された発散光束は、第１のビームコンバイナＢＣ１で反射され、第２のビームコンバイナＢＣ２を通過し、第２レンズＣＵＬ２において平行光束に変換された後、第３のビームコンバイナＢＣ３を通過し、対物光学系ＯＢＪによってＤＶＤの保護層ＰＬ２を介して情報記録面ＲＬ２上に形成されるスポットとなる。
そして、対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ２で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ、第３のビームコンバイナＢＣ３、第２レンズＣＵＬ２を通過し、第２のビームコンバイナＢＣ２で分岐され、センサーレンズＳＥＮを通り、光検出器ＰＤ１２の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ１２の出力信号を用いてＤＶＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０１０６】
また、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、図９において二点鎖線でその光線経路を描いたように、まず、ＣＤ用モジュールＭＤ３を作動させて赤外半導体レーザＬＤ３を発光させる。赤外半導体レーザＬＤ３から射出された発散光束は、第３のビームコンバイナＢＣ３で反射され、対物光学系ＯＢＪによってＣＤの保護層ＰＬ３を介して情報記録面ＲＬ３上に形成されるスポットとなる。
そして、対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ３で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪを通過し、第３のビームコンバイナＢＣ３で分岐され、光検出器ＰＤ３の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ３の出力信号を用いてＣＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０１０７】
本実施の形態における光ピックアップ装置ＰＵ７では、カップリング光学系ＣＵＬ中のプラスチックレンズ（第２レンズＣＵＬ２）が、第１光束と第２光束の共通光路にあるので、対物光学系ＯＢＪがＤＶＤの記録／再生に際して温度上昇に伴って球面収差が補正過剰方向に変化するような温度特性を有する場合には、第２レンズＣＵＬ２の作用により、ＤＶＤに対する記録／再生時の温度特性も補正することが可能となる。また、第２レンズＣＵＬ２が第２光束のコリメート光学系を兼ねているので、部品点数を削減できる。さらに、１軸アクチュエータＵＡＣにより第２レンズを移動させることで、高密度光ディスクだけでなく、ＤＶＤに対する記録／再生時にも球面収差を補正できる。
【０１０８】
［第８の実施の形態］
次に、本発明の第８の実施の形態について説明するが、上記第１の実施の形態と同様の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
図１０に示すように、光ピックアップ装置ＰＵ８は、第１光束を射出する青紫色半導体レーザＬＤ１、光検出器ＰＤ１、第２光束を射出する赤色半導体レーザＬＤ２と光検出器ＰＤ２とが一体化されたＤＶＤ用モジュールＭＤ２、第３光束を射出する赤外半導体レーザＬＤ３と光検出器ＰＤ３とが一体化されたＣＤ用モジュールＭＤ３、収差補正光学系としてのカップリング光学系ＣＵＬ、１軸アクチュエータＵＡＣ、対物光学系ＯＢＪ、２軸アクチュエータＡＣ、第１のビームコンバイナＢＣ１、第２のビームコンバイナＢＣ２、第３のビームコンバイナＢＣ３等から構成されている。
【０１０９】
また、カップリング光学系ＣＵＬは、近軸における屈折力が負であるガラスレンズと、近軸における屈折力が正であるプラスチックレンズが接合された第２レンズＣＵＬ２と、近軸における屈折力が正であるガラスレンズ（第１レンズＣＵＬ１）とから構成され、本実施の形態における光ピックアップ装置ＰＵ８では、カップリング光学系ＣＵＬ中の第２レンズＣＵＬ２、第２のビームコンバイナＢＣ２、カップリング光学系ＣＵＬ中のガラスレンズ（第１レンズＣＵＬ１）、対物光学系ＯＢＪの順に青紫色半導体レーザＬＤ１側から配設されている。
光ピックアップ装置ＰＵ８において、高密度光ディスクＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、図１０において実線でその光線経路を描いたように、まず、青紫色半導体レーザＬＤ１を発光させる。青紫色半導体レーザＬＤ１から射出された発散光束は、第１のビームコンバイナＢＣ１、第２レンズＣＵＬ２、第２のビームコンバイナＢＣ２を通過し、第１レンズＣＵＬ１において平行光束に変換された後、第３のビームコンバイナＢＣ３を通過し、対物光学系ＯＢＪによって高密度光ディスクＨＤの保護層ＰＬ１を介して情報記録面ＲＬ１上に形成されるスポットとなる。
【０１１０】
そして、対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ１で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ、第３のビームコンバイナＢＣ３、第１レンズＣＵＬ１、第２のビームコンバイナＢＣ２、第２レンズＣＵＬ２を順に通過し、第１のビームコンバイナＢＣ１で分岐され、センサーレンズＳＥＮを通り、光検出器ＰＤ１の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ１の出力信号を用いて高密度光ディスクＨＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０１１１】
ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合は、図１０において点線でその光線経路を描いたように、まず、赤色半導体レーザＬＤ２を発光させる。赤色半導体レーザＬＤ２から射出された発散光束は、第２のビームコンバイナＢＣ２で反射され、第１レンズＣＵＬ１において平行光束に変換された後、第３のビームコンバイナＢＣ３を通過し、対物光学系ＯＢＪによってＤＶＤの保護層ＰＬ２を介して情報記録面ＲＬ２上に形成されるスポットとなる。
【０１１２】
そして、対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ２で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ、第３のビームコンバイナＢＣ３、第１レンズＣＵＬ１を通過し、第２のビームコンバイナＢＣ２で分岐され、光検出器ＰＤ２の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ２の出力信号を用いてＤＶＤに記録された情報を読み取ることができる。
また、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、図１０において二点鎖線でその光線経路を描いたように、まず、ＣＤ用モジュールＭＤ３を作動させて赤外半導体レーザＬＤ３を発光させる。赤外半導体レーザＬＤ３から射出された発散光束は、第３のビームコンバイナＢＣ３で反射され、対物光学系ＯＢＪによってＣＤの保護層ＰＬ３を介して情報記録面ＲＬ３上に形成されるスポットとなる。
【０１１３】
そして、対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ２で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪを通過し、第３のビームコンバイナＢＣ３で分岐され、光検出器ＰＤ３の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ３の出力信号を用いてＣＤに記録された情報を読み取ることができる。
本実施の形態における光ピックアップ装置ＰＵ８では、カップリング光学系ＣＵＬ中のプラスチックレンズを含んだ第２レンズＣＵＬ２が第１光束の専用光路にあるので、カップリング光学系ＣＵＬの有無は、第２光束を利用するＤＶＤに対する記録／再生時の温度特性に影響を与えない。従って、第１光束を利用する高密度光ディスクに対する記録／再生時の温度特性を補正することのみを考慮して第２レンズＣＵＬ２中のプラスチックレンズの屈折力を決定することが出来る。また、第１レンズＣＵＬ１が第２光束のコリメート光学系を兼ねているので、部品点数を削減できる。さらに、１軸アクチュエータＵＡＣにより第２レンズＣＵＬ１を移動させることで、高密度光ディスクだけでなく、ＤＶＤに対する記録／再生時にも球面収差を補正できる。
【０１１４】
［第９の実施の形態］
次に、本発明の第９の実施の形態について説明するが、上記第１の実施の形態と同様の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
図１１に示すように、光ピックアップ装置ＰＵ９は、第１光束を射出する青紫色半導体レーザＬＤ１と光検出器ＰＤ１とが一体化された高密度光ディスク用モジュールＭＤ１、第２光束を射出する赤色半導体レーザＬＤ２と光検出器ＰＤ２とが一体化されたＤＶＤ用モジュールＭＤ２、第３光束を射出する赤外半導体レーザＬＤ３と光検出器ＰＤ３とが一体化されたＣＤ用モジュールＭＤ３、収差補正光学系としてのカップリング光学系ＣＵＬ、１軸アクチュエータＵＡＣ、対物光学系ＯＢＪ、２軸アクチュエータＡＣ、第１のビームコンバイナＢＣ１、第２のビームコンバイナＢＣ２、コリメート光学系ＣＯＬ等から構成されている。
カップリング光学系ＣＵＬは、第１光束の専用光路中に配設されている。
【０１１５】
光ピックアップ装置ＰＵ９において、高密度光ディスクＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、図１１において実線でその光線経路を描いたように、まず、青紫色半導体レーザＬＤ１を発光させる。青紫色半導体レーザＬＤ１から射出された発散光束は、第１レンズＣＵＬ１（近軸における屈折力が負であるガラスレンズ）、第２レンズＣＵＬ２（近軸における屈折力が正であるプラスチックレンズ）、第１のビームコンバイナＢＣ１、第２のビームコンバイナＢＣ２を通過し、対物光学系ＯＢＪによって高密度光ディスクＨＤの保護層ＰＬ１を介して情報記録面ＲＬ１上に形成されるスポットとなる。
そして、対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ１で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ、第２のビームコンバイナＢＣ２、第１のビームコンバイナＢＣ１、第２レンズＣＵＬ２、第１レンズＣＵＬ１を順に通過し、光検出器ＰＤ１の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ１の出力信号を用いて高密度光ディスクＨＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０１１６】
ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合は、図１１において点線でその光線経路を描いたように、まず、赤色半導体レーザＬＤ２を発光させる。赤色半導体レーザＬＤ２から射出された発散光束は、コリメート光学系ＣＯＬを通過することにより平行光束に変換された後、第１のビームコンバイナＢＣ１で反射され、第２のビームコンバイナＢＣ２を通過し、対物光学系ＯＢＪによってＤＶＤの保護層ＰＬ２を介して情報記録面ＲＬ２上に形成されるスポットとなる。
そして、対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ２で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ、第２のビームコンバイナＢＣ２を通過し、第１のビームコンバイナＢＣ１で分岐され、コリメート光学系ＣＯＬを通過して光検出器ＰＤ２の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ２の出力信号を用いてＤＶＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０１１７】
また、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、図１１において二点鎖線でその光線経路を描いたように、まず、ＣＤ用モジュールＭＤ３を作動させて赤外半導体レーザＬＤ３を発光させる。赤外半導体レーザＬＤ３から射出された発散光束は、第２のビームコンバイナＢＣ２で反射され、対物光学系ＯＢＪによってＣＤの保護層ＰＬ３を介して情報記録面ＲＬ３上に形成されるスポットとなる。
そして、対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ３で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪを通過し、第３のビームコンバイナＢＣ３で分岐され、光検出器ＰＤ３の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ３の出力信号を用いてＣＤに記録された情報を読み取ることができる。
本実施の形態における光ピックアップ装置ＰＵ９ではカップリング光学系ＣＵＬ中のプラスチックレンズ（第２レンズＣＵＬ２）が第１光束の専用光路にあるので、カップリング光学系ＣＵＬの有無は、第２光束を利用するＤＶＤに対する記録／再生時の温度特性に影響を与えない。従って、第１光束を利用する高密度光ディスクに対する記録／再生時の温度特性を補正することのみを考慮してプラスチックレンズ（第２レンズＣＵＬ２）の屈折力を決定することが出来る。
【０１１８】
［第１０の実施の形態］
次に、本発明の第１０の実施の形態について説明するが、上記第１の実施の形態と同様の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
図１２に示すように、光ピックアップ装置ＰＵ１０は、第１光束を射出する青紫色半導体レーザＬＤ１、第２光束を射出する赤色半導体レーザＬＤ２、第３光束を射出する赤外半導体レーザＬＤ３、第１〜第３光束共通の光検出器ＰＤ１２３、収差補正光学系としてのカップリング光学系ＣＵＬ、１軸アクチュエータＵＡＣ、対物光学系ＯＢＪ´、２軸アクチュエータＡＣ、第１のビームコンバイナＢＣ１、第２のビームコンバイナＢＣ２、第３のビームコンバイナＢＣ３等から構成されている。
本実施の形態における光ピックアップ光学系では、カップリング光学系ＣＵＬが第１光束、第２光束及び第３光束の共通光路中に配設されている。
【０１１９】
光ピックアップ装置ＰＵ１０において、高密度光ディスクＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、図１２において実線でその光線経路を描いたように、まず、青紫色半導体レーザＬＤ１を発光させる。青紫色半導体レーザＬＤ１から射出された発散光束は、第１のビームコンバイナＢＣ１、第２のビームコンバイナＢＣ２、第３のビームコンバイナＢＣ３、第１レンズＣＵＬ１（近軸における屈折力が負であるガラスレンズ）、第２レンズＣＵＬ２（近軸における屈折力が正であるプラスチックレンズ）を順に通過し、対物光学系ＯＢＪ´によって高密度光ディスクＨＤの保護層ＰＬ１を介して情報記録面ＲＬ１上に形成されるスポットとなる。
そして、対物光学系ＯＢＪ´は、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ１で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ´、第２レンズＣＵＬ２、第１レンズＣＵＬ１を通過し、第３のビームコンバイナＢＣ３で分岐され、センサーレンズＳＥＮを通り、光検出器ＰＤ１２３の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ１の出力信号を用いて高密度光ディスクＨＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０１２０】
また、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、図１２において点線でその光線経路を描いたように、まず、赤色半導体レーザＬＤ２を発光させる。赤色半導体レーザＬＤ２から射出された発散光束は、第１のビームコンバイナＢＣ１で反射され、第２のビームコンバイナＢＣ２、第３のビームコンバイナＢＣ３、第１レンズＣＵＬ１、第２レンズＣＵＬ２を順に通過し、対物光学系ＯＢＪ´によってＤＶＤの保護層ＰＬ２を介して情報記録面ＲＬ２上に形成されるスポットとなる。
そして、対物光学系ＯＢＪ´は、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ２で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ´、第２レンズＣＵＬ２、第１レンズＣＵＬ１を通過し、第３のビームコンバイナＢＣ３で分岐され、センサーレンズＳＥＮを通り、光検出器ＰＤ１２３の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ１２３の出力信号を用いてＤＶＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０１２１】
また、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、図１２において二点鎖線でその光線経路を描いたように、まず、赤外半導体レーザＬＤ３を発光させる。赤外半導体レーザＬＤ３から射出された発散光束は、第２のビームコンバイナＢＣ２で反射され、第１レンズＣＵＬ１、第２レンズＣＵＬ２を順に通過し、対物光学系ＯＢＪ´によってＣＤの保護層ＰＬ３を介して情報記録面ＲＬ３上に形成されるスポットとなる。
そして、対物光学系ＯＢＪ´は、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ３で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ´、第２レンズＣＵＬ２、第１レンズＣＵＬ１を通過し、第３のビームコンバイナＢＣ３で分岐され、センサーレンズＳＥＮを通り、光検出器ＰＤ１２３の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ１２３の出力信号を用いてＣＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０１２２】
本実施の形態における光ピックアップ装置ＰＵ１０では、カップリング光学系ＣＵＬ中のプラスチックレンズ（第２レンズＣＵＬ２）が、第１光束、第２光束及び第３光束の共通光路にあるので、対物光学系ＯＢＪ'がＤＶＤやＣＤの記録／再生に際して温度上昇に伴って球面収差が補正過剰方向に変化するような温度特性を有する場合には、第２レンズＣＵＬ２の作用により、ＤＶＤやＣＤに対する記録／再生時の温度特性も補正することが可能となる。また、１軸アクチュエータＵＡＣによりカップリング光学系中のガラスレンズ（第１レンズＣＵＬ１）を移動させることで、高密度光ディスクだけでなく、ＤＶＤ及びＣＤに対する記録／再生時にも球面収差を補正できる。
【０１２３】
［第１１の実施の形態］
本実施の形態における光ピックアップ装置ＰＵ１１おける高密度光ディスクＨＤの光学的仕様は、波長λ１＝４０５ｎｍ、保護層ＰＬ１の厚さｔ１＝０．１ｍｍ、開口数ＮＡ１＝０．８５であり、ＤＶＤの光学的仕様は、波長λ２＝６５５ｎｍ、保護層ＰＬ２の厚さｔ２＝０．６ｍｍ、開口数ＮＡ２＝０．６５であり、ＣＤの光学的仕様は、波長λ３＝７８５ｎｍ、保護層ＰＬ３の厚さｔ３＝１．２ｍｍ、開口数ＮＡ３＝０．４５である。但し、波長、保護層の厚さ、及び開口数の組合せはこれに限られない。
図１５に示すように、光ピックアップ装置ＰＵ１１は、第１光束を射出する青紫色半導体レーザＬＤ１と第２光束を射出する赤色半導体レーザＬＤ２と第３光束を射出する赤外半導体レーザＬＤ３が一体化されたレーザ光源ユニットＬＤ１２３、第１〜第３光束共通の光検出器ＰＤ１２３、収差補正光学系としてのビームエキスパンダ光学系ＥＸＰ、１軸アクチュエータＵＡＣ、対物光学系ＯＢＪ''、２軸アクチュエータＡＣ、ビームコンバイナＢＣ、コリメート光学系ＣＯＬ等から構成されている。
本実施の形態における光ピックアップ光学系では、ビームエキスパンダ光学系ＥＸＰが第１光束、第２光束及び第３光束の共通光路中に配設されている。
【０１２４】
光ピックアップ装置ＰＵ１１において、高密度光ディスクＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、第１光束が平行光束の状態でビームエキスパンダ光学系ＥＸＰから射出されるように、１軸アクチュエータＵＡＣにより第１レンズＥＸＰ１の光軸方向の位置を調整した後、青紫色半導体レーザＬＤ１を発光させる。青紫色半導体レーザＬＤ１から射出された発散光束は、図１５において実線でその光線経路を描いたように、ビームコンバイナＢＣで反射され、コリメート光学系ＣＯＬを透過することにより平行光束に変換された後、第１レンズＥＸＰ１、第２レンズＥＸＰ２を順に通過し、絞りＳＴＯにより光束径が規制され、対物光学系ＯＢＪ''によって高密度光ディスクＨＤの保護層ＰＬ１を介して情報記録面ＲＬ１上に形成されるスポットとなる。
そして、対物光学系ＯＢＪ''は、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ１で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ''、第２レンズＥＸＰ２、第１レンズＥＸＰ１を通過し、コリメート光学系ＣＯＬを透過することにより収斂光束に変換された後、ビームコンバイナＢＣ、センサーレンズＳＥＮを通り、光検出器ＰＤ１２３の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ１２３の出力信号を用いて高密度光ディスクＨＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０１２５】
また、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、第２光束が平行光束の状態でビームエキスパンダ光学系ＥＸＰから射出されるように、１軸アクチュエータＵＡＣにより第１レンズＥＸＰ１の光軸方向の位置を調整した後、赤色半導体レーザＬＤ２を発光させる。赤色半導体レーザＬＤ２から射出された発散光束は、図１５において点線でその光線経路を描いたように、ビームコンバイナＢＣで反射され、コリメート光学系ＣＯＬを透過することにより略平行光束に変換された後、第１レンズＥＸＰ１、第２レンズＥＸＰ２を透過することにより平行光束に変換される。その後、対物光学系ＯＢＪ''によってＤＶＤの保護層ＰＬ２を介して情報記録面ＲＬ２上に形成されるスポットとなる。
そして、対物光学系ＯＢＪ''は、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ１で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ''、第２レンズＥＸＰ２、第１レンズＥＸＰ１を通過し、コリメート光学系ＣＯＬを透過することにより収斂光束に変換された後、ビームコンバイナＢＣ、センサーレンズＳＥＮを通り、光検出器ＰＤ１２３の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ１２３の出力信号を用いてＤＶＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０１２６】
また、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、第３光束が平行光束の状態でビームエキスパンダ光学系ＥＸＰから射出されるように、１軸アクチュエータＵＡＣにより第１レンズＥＸＰ１の光軸方向の位置を調整した後、赤外半導体レーザＬＤ３を発光させる。赤外半導体レーザＬＤ３から射出された発散光束は、図１５において２点鎖線でその光線経路を描いたように、ビームコンバイナＢＣで反射され、コリメート光学系ＣＯＬを透過することにより略平行光束に変換された後、第１レンズＥＸＰ１、第２レンズＥＸＰ２を透過することにより平行光束に変換される。その後、対物光学系ＯＢＪ''によってＣＤの保護層ＰＬ３を介して情報記録面ＲＬ３上に形成されるスポットとなる。
そして、対物光学系ＯＢＪ''は、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ３で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ''、第２レンズＥＸＰ２、第１レンズＥＸＰ１を通過し、コリメート光学系ＣＯＬを透過することにより収斂光束に変換された後、ビームコンバイナＢＣ、センサーレンズＳＥＮを通り、光検出器ＰＤ１２３の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ１２３の出力信号を用いてＣＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０１２７】
次に、対物光学系ＯＢＪ''の構成について説明する。
対物光学系ＯＢＪ''は、図１６にその概略構成図を示したように、収差補正素子Ｌ１とこの収差補正素子Ｌ１を透過したレーザ光束を光ディスクの情報記録面上に集光させる機能を有する両面が非球面とされた集光素子Ｌ２とから構成されている。収差補正素子Ｌ１と集光素子Ｌ２は共にプラスチックレンズであり、鏡枠ＬＢを介して、収差補正素子Ｌ１と集光素子Ｌ２は一体化されている。尚、上述したように、収差補正素子Ｌ１と集光素子Ｌ２のそれぞれの光学機能部の周囲に、光学機能部と一体に成形されたフランジ部ＦＬ１、ＦＬ２を形成し、かかるフランジ部ＦＬ１、ＦＬ２の一部同士を嵌合することで一体化しても良い。
収差補正素子Ｌ１の光源側の光学機能面Ｓ１は、ＤＶＤの開口数０．６５までの領域に対応する第１領域ＡＲＥＡ１と、ＤＶＤの開口数０．６５から高密度光ディスクＨＤの開口数０．８５までの領域に対応する第２領域ＡＲＥＡ２とに分割されており（図示せず）、その内部に階段構造が形成された複数の輪帯が、光軸を中心として配列された構造である階段型回折構造ＨＯＥが第１領域ＡＲＥＡ１に形成されている。
階段型回折構造ＨＯＥは、高密度光ディスクＨＤとＤＶＤとの保護層の厚さの違いに起因する球面収差を補正するための構造であり、その機能や構造は、上述した対物光学系ＯＢＪの階段型回折構造ＨＯＥと同じであるので、ここでは詳細な説明は割愛する。
【０１２８】
更に、対物光学系ＯＢＪ''においては、収差補正素子Ｌ１の光ディスク側の光学機能面Ｓ２は、ＣＤの開口数０．４５内の領域に相当する光軸を含む第３領域ＡＲＥＡ３と、ＣＤの開口数０．４５から高密度光ディスクＨＤの開口数０．８５までの領域に相当する第４領域ＡＲＥＡ４とに分割されており（図示せず）、その内部に階段構造が形成された複数の輪帯が、光軸を中心として配列された構造である階段型回折構造ＨＯＥ'が第３領域ＡＲＥＡ３に形成されている。
【０１２９】
第３領域ＡＲＥＡ３に形成された階段型回折構造ＨＯＥ'において、各輪帯内に形成された階段構造の１段あたりの深さｄ０は、ｄ０＝５×λ１／（ｎ１−１）（μｍ）で算出される値に設定され、各輪帯の分割数Ｎは２に設定されている。但し、λ１は青紫色半導体レーザから射出されるレーザ光束の波長をミクロン単位で表したものであり（ここでは、λ１＝０．４０５μｍ）、ｎ１は収差補正素子Ｌ１の波長λ１に対する屈折率である（ここでは、ｎ１＝１．５６０１）。
この階段型回折構造ＨＯＥ'に対して、波長λ１のレーザ光束が入射した場合、隣接する階段間では５×λ１（μｍ）の光路差が発生し、波長λ１のレーザ光束は実質的に位相差が与えられないので回折されずにそのまま透過する（０次回折光）
また、この階段型回折構造ＨＯＥ'に対して、赤色半導体レーザから射出される波長λ２（ここでは、λ２＝０．６５５μｍ）のレーザ光束が入射した場合、ｄ０×（ｎ２−１）／λ３＝２．９８≒３であるので、隣接する階段間では３×λ２（μｍ）の光路差が発生し、波長λ２のレーザ光束も波長λ１のレーザ光束と同様に、実質的に位相差が与えられないので回折されずにそのまま透過する（０次回折光）。尚、ｎ２は収差補正素子Ｌ２の波長λ２に対する屈折率である（ここでは、ｎ２＝１．５４０７）。
一方、この階段型回折構造ＨＯＥ'に対して、赤外半導体レーザから射出される波長λ３（ここでは、λ３＝０．７８５μｍ）のレーザ光束が入射した場合、ｄ０×（ｎ３−１）／λ３＝２．４７≒２．５であるので、隣接する階段間の透過波面は半波長分ずれることになり、階段型回折構造ＨＯＥ'に入射する第３光束の光量の殆どは、±１次回折光に振り分けられる。尚、ｎ３は収差補正素子Ｌ１の波長λ３に対する屈折率である（ここでは、ｎ３＝１．５３７２）。階段型回折構造ＨＯＥ'の輪帯ピッチは±１次回折光のうち、＋１次回折光をＣＤの情報記録面ＲＬ３上に集光させるように決定されており、階段型回折構造ＨＯＥ'の作用により、高密度光ディスクＨＤとＣＤとの保護層の厚さの違いに起因する球面収差が補正される。
【０１３０】
また、階段型回折構造ＨＯＥは、ＤＶＤの開口数ＮＡ２内にのみ形成されているので、ＮＡ２より外側の領域を通過する光束はＤＶＤの情報記録面ＲＬ２上でフレア成分となり、ＤＶＤに対する開口制限が自動的に行われる構成となっている。
更に、階段型回折構造ＨＯＥ'は、ＣＤの開口数ＮＡ３内にのみ形成されているので、ＮＡ３より外側の領域を通過する光束はＣＤの情報記録面ＲＬ３上でフレア成分となり、ＣＤに対する開口制限が自動的に行われる構成となっている。
【０１３１】
ビームエキスパンダ光学系ＥＸＰは、近軸における屈折力が負である第１レンズＥＸＰ１をガラスレンズとし、近軸における屈折力が正である第２レンズＥＸＰ２をプラスチックレンズとしている。対物光学系ＯＢＪ''の球面収差は、高密度光ディスクＨＤに対する情報の記録／再生時に、温度が３０度上昇した場合に補正過剰方向に変化するような温度依存性を有するが、この温度変化に伴う球面収差の変化量に対して、第２レンズＥＸＰ２の屈折力が最適化されており、第１の実施の形態と同様に、ビームエキスパンダ光学系ＥＸＰと対物光学系ＯＢＪ''とから構成される光学系全系として温度変化に伴う球面収差変化が補償されている。
【０１３２】
また、本実施の形態における光ピックアップ装置ＰＵ１１では、ビームエキスパンダ光学系ＥＸＰ中のプラスチックレンズ（第２レンズＥＸＰ２）が、第１光束、第２光束及び第３光束の共通光路にあるので、対物光学系ＯＢＪ''がＤＶＤやＣＤの記録／再生に際して温度上昇に伴って球面収差が補正過剰方向に変化するような温度特性を有する場合には、第２レンズＥＸＰ２の作用により、ＤＶＤやＣＤに対する記録／再生時の温度特性も補正することが可能となる。さらに、第１レンズＥＸＰ１が１軸アクチュエータＵＡＣにより移動可能とされているので、高密度光ディスクだけでなく、ＤＶＤ及びＣＤに対する記録／再生時にも球面収差を補正できる。
【０１３３】
また、ビームエキスパンダ光学系ＥＸＰの第２レンズＥＸＰ２は、１軸アクチュエータＵＡＣにより光軸方向に変移可能とされているので、上述したようにそれぞれの波長の光束が平行光束の状態でビームエキスパンダ光学系ＥＸＰから射出されるように、ビームエキスパンダ光学系ＥＸＰの焦点距離を調整することが可能である。
【０１３４】
本実施の形態においては、レーザ光源ユニットＬＤ１２３と光検出器ＰＤ１２３とを別体に配置する構成としたが、これに限らず、レーザ光源ユニットＬＤ１２３と光検出器ＰＤ１２３とを集積化したレーザ光源モジュールを用いても良い。
【０１３５】
尚、コリメート光学系ＣＯＬ或いはビームエキスパンダ光学系ＥＸＰの光学面上に回折構造を形成して、対物光学系ＯＢＪ''の青紫色波長領域における色収差を補正するように構成することが、光ピックアップ装置ＰＵ１１の記録／再生特性の信頼性を向上することができるので好ましい。このように回折構造で色収差を補正する構成とすると、簡素な構成で色収差が補正された光ピックアップ用光学系を得られる。
或いは、上述の回折構造の変わりに、正の屈折力を有しｄ線におけるアッベ数がνｄ１である正レンズと、負の屈折力を有しｄ線におけるアッベ数がνｄ２（νｄ２＜νｄ１）である負レンズとを接合したダブレットレンズを、コリメート光学系ＣＯＬ或いはビームエキスパンダ光学系ＥＸＰの少なくとも一部を構成する要素として配設しても良い。回折構造はその形状が製造誤差により設計値からずれると回折効率が低下するため、光ピックアップ光学系の透過率が低下する。しかしこのような屈折型のダブレットレンズにより色収差を補正する構成にすると、色収差が補正された光学系でありながら、透過率の高い光ピックアップ光学系を得ることができる。
【０１３６】
また、本実施の形態においては、コリメート光学系ＣＯＬとビームエキスパンダ光学系ＥＸＰとを別体に配置する構成としたが、これに限らず、コリメート光学系ＣＯＬを省略し、レーザ光源ユニットＬＤ１２３から射出された発散光束が、ビームエキスパンダ光学系ＥＸＰに対して直接入射する構成としても良い。これにより、光ピックアップ装置ＰＵ１１の部品点数の削減がより可能となる。
【０１３７】
尚、上述した光ピックアップ装置ＰＵ１〜３、５〜８、１０、１１において設けたセンサーレンズＳＥＮは、光検出器へ向かう光ディスクからの反射光束に対して非点収差を与えるためのものである。
【０１３８】
また、上述した光ピックアップ装置ＰＵ１〜１０は、ＣＤに対して記録／再生を行なう際の開口制限を行なうためのダイクロイックフィルターＤＦＬを備えており、このダイクロイックフィルターＤＦＬは、保持部材ＨＭを介して対物光学系と一体となって光軸に垂直な方向に２軸アクチュエータＡＣにより駆動される。
なお、図示は省略するが、上記第１〜第１１の実施の形態に示した光ピックアップ装置、光ディスクを回転自在に保持する回転駆動装置、及び、これら各種装置の駆動を制御する制御装置等を搭載することで、光ディスクに対する情報の記録及び光ディスクに記録された情報の再生のうち少なくとも一方の実行が可能な光情報記録再生装置を得ることが出来る。
【０１３９】
次に、上述した光ピックアップ装置ＰＵ１〜１１に搭載される光ピックアップ光学系として好適な光学系を具体的な数値をあげつつ説明する。
各実施例における重畳型回折構造（階段型回折構造）及び回折構造が形成される光学面、或いは回折構造が形成される光学面等、光学面の非球面は、その面の頂点に接する平面からの変形量をX(mm)、光軸に垂直な方向の高さをh(mm)、曲率半径をr(mm)とするとき、後に示す表２〜表９中の係数を次の（８）式に代入した数式で表される。但し、κを円錐係数、A2iを非球面係数とする。
【０１４０】
【数１】
2005129204.tif 000003
表２〜表１２においてNAは開口数、λ(nm)は設計波長、f(mm)は焦点距離、mは対物レンズ全系の倍率、ｔ(mm)は保護基板厚、r(mm)は曲率半径、Ｎλは設計波長に対する２５℃での屈折率、νdはｄ線におけるアッベ数を示す。
【０１４１】
また、各実施例における重畳型回折構造（階段型回折構造）或いは回折構造は、これらの構造により透過波面に付加される光路差で表される。かかる光路差は、λを入射光束の波長、λBを製造波長、光軸に垂直な方向の高さをｈ(mm)、B2jを光路差関数係数、ｎを回折次数とするとき次の（９）式で定義される光路差関数φｂ(mm)で表される。
【数２】
2005129204.tif 000004
【０１４２】
また、各実施例における上記式（１）、（３）、（５）、（６）の値を表１に示す。
【表１】
2005129204.tif 000005
【実施例１】
【０１４３】
実施例１は、第１の光ピックアップ装置ＰＵ１に搭載する光ピックアップ光学系として最適な光学系であり、その具体的な数値データを表２に示す。
【表２−１】
2005129204.tif 000006
【表２−２】
2005129204.tif 000007
本実施例においては、近軸における屈折力が負であるガラスレンズと、近軸における屈折力が正であるプラスチックレンズとの２枚のレンズから構成されるビームエキスパンダ光学系ＥＸＰを、波長λ１と波長λ２の共通光路中に配設し、更に、ビームエキスパンダ光学系ＥＸＰと対物光学系ＯＢＪとの間の光路中に、波長λ３の光路を、波長λ１と波長λ２の光路に合成させるためのビームコンバイナを配設している。
本実施例における対物光学系ＯＢＪの球面収差は、温度が３０度上昇した場合に補正過剰方向に変化するような温度依存性を有し、これによる波面収差の変化量は、０．０５７λＲＭＳである。このような温度特性を有する対物光学系ＯＢＪにビームエキスパンダ光学系ＥＸＰを組合せることで、温度が３０度上昇した場合の波面収差の変化量を０．０１０λＲＭＳに抑えることが出来た。
【０１４４】
尚、温度が変化した場合の波面収差の変化量を算出する際には、光学系中に含まれるプラスチックレンズの温度変化に伴う屈折率変化のみを考慮し、ビームエキスパンダ光学系ＥＸＰのプラスチックレンズと、対物光学系ＯＢＪの第１プラスチックレンズ（収差補正素子Ｌ１）の屈折率変化率を−１．１×１０-4／℃、対物光学系ＯＢＪの第２プラスチックレンズ（集光素子Ｌ２）の屈折率変化率を−０．９×１０-4／℃とした。
更に、ビームエキスパンダ光学系中のガラスレンズとプラスチックレンズのアッベ数を（２）式を満たすように設定することで、波長λ１と波長λ２とに対して、色消しを行っているため、波長λ１と波長λ２の光束の両方がビームエキスパンダ光学系から平行光束として射出される。
尚、本実施例において、波長λ２の平行光束をビームエキスパンダ光学系ＥＸＰを介さずに、対物光学系ＯＢＪに入射させる構成とすることで、第４の光ピックアップ装置ＰＵ４に搭載する光ピックアップ光学系として最適な光学系とすることが出来る。
【実施例２】
【０１４５】
実施例２は、第２の光ピックアップ装置ＰＵ２に搭載する光ピックアップ光学系として最適な光学系であり、その具体的な数値データを表３に示す。
【表３−１】
2005129204.tif 000008
【表３−２】
2005129204.tif 000009
本実施例においては、近軸における屈折力が負であるガラスレンズと、近軸における屈折力が正であるプラスチックレンズとの二枚からビームエキスパンダ光学系ＥＸＰを構成し、ガラスレンズとプラスチックレンズとの間の光路中に、波長λ2の光路を波長λ１の光路に合成させるためのビームコンバイナを配設している。この光学系においては、ビームエキスパンダ光学系中のプラスチックレンズは第２の光源ＬＤ２から射出された波長λ２の発散光束を平行光束に変換して対物光学系ＯＢＪに導くコリメート光学系の機能を備えている。更に、ビームエキスパンダ光学系ＥＸＰと対物光学系ＯＢＪとの間の光路中に、波長λ３の光路を波長λ１と波長λ2の光路に合成させるためのビームコンバイナを配設している。
【０１４６】
本実施例における対物光学系ＯＢＪは前記実施例１の対物光学系ＯＢＪと同じであり、温度が３０度上昇した場合には球面収差が補正過剰方向に変化する温度依存性を有し、これにより波面収差は０．０５７λＲＭＳ変化する。この対物光学系ＯＢＪにビームエキスパンダ光学系ＥＸＰを組合せることで、温度が３０度上昇した場合の波面収差の変化量を０．０１１λＲＭＳに抑えることが出来た。
尚、温度が変化した場合の波面収差の変化量を算出する際には、光学系中に含まれるプラスチックレンズの温度変化に伴う屈折率変化のみを考慮し、ビームエキスパンダ光学系ＥＸＰのプラスチックレンズと、対物光学系ＯＢＪの第１プラスチックレンズＬ１の屈折率変化率を−１．１×１０-4／℃、対物光学系ＯＢＪの第２プラスチックレンズＬ２の屈折率変化率を−０．９×１０-4／℃とした。
【実施例３】
【０１４７】
実施例３は、第３の光ピックアップ装置ＰＵ３に搭載する光ピックアップ光学系として最適な光学系であり、その具体的な数値データを表４に示す。
【表４−１】
2005129204.tif 000010
【表４−２】
2005129204.tif 000011
本実施例においては、近軸における屈折力が正であるプラスチックレンズと、近軸における屈折力が負であるガラスレンズとの２枚からビームエキスパンダ光学系ＥＸＰを構成し、プラスチックレンズとガラスレンズとの光路中に波長λ２の光路を波長λ１の光路に合成させるためのビームコンバイナを配設している。この光学系においては第２の光源ＬＤ２から射出された波長λ２の発散光束はカップリング光学系により収斂光束に変換され、更に、ビームエキスパンダ光学系ＥＸＰ中のガラスレンズを通過することにより平行光になる。更に、ビームエキスパンダ光学系ＥＸＰと対物光学系ＯＢＪとの間の光路中に、波長λ３の光路を波長λ１と波長λ２の光路に合成させるためのビームコンバイナを配設している。
【０１４８】
本実施例における対物光学系ＯＢＪは前記実施例１の対物光学系ＯＢＪと同じであり、温度が３０度上昇した場合には球面収差が補正過剰方向に変化する温度依存性を有し、これにより波面収差は０．０５７λＲＭＳ変化する。この対物光学系ＯＢＪにビームエキスパンダ光学系ＥＸＰを組合せることで、温度が３０度上昇した場合の波面収差の変化量を０．０１１λＲＭＳに抑えることが出来た。
尚、温度が変化した場合の波面収差の変化量を算出する際には、光学系中に含まれるプラスチックレンズの温度変化に伴う屈折率変化のみを考慮し、ビームエキスパンダ光学系ＥＸＰのプラスチックレンズと、対物光学系ＯＢＪの第１プラスチックレンズＬ１の屈折率変化率を−１．１×１０-4／℃、対物光学系ＯＢＪの第２プラスチックレンズＬ２の屈折率変化率を−０．９×１０-4／℃とした。
【実施例４】
【０１４９】
実施例４は、第４のピックアップ装置ＰＵ４に搭載する光ピックアップ光学系として最適な光学系であり、その具体的な数値データを表５に示す。
【表５−１】
2005129204.tif 000012
【表５−２】
2005129204.tif 000013
本実施例においては、近軸の屈折力が正であるプラスチックレンズで波長λ１のコリメート光学系ＣＯＬを構成し、波長λ１の専用光路に配設している。又、近軸の屈折力が負であるガラスレンズと、近軸の屈折力が正であるプラスチックレンズでビームエキスパンダ光学系ＥＸＰを構成し、波長λ１の専用光路に配設している。更に、ビームエキスパンダ光学系ＥＸＰと対物光学系ＯＢＪの光路中に波長λ2の光路を波長λ1の光路に合成するためのビームコンバイナと、波長λ３の光路を波長λ１と波長λ2の光路に合成するためのビームコンバイナを配設している。
【０１５０】
本実施例における対物光学系ＯＢＪは温度が３０度上昇した場合には球面収差が補正過剰方向に変化する温度依存性を有し、これにより波面収差は０．０５７λＲＭＳ変化する。この対物光学系ＯＢＪにコリメート光学系ＣＯＬとビームエキスパンダ光学系ＥＸＰを組合わせる事で、温度が３０度上昇した場合の波面収差の変化量を０．０１１λＲＭＳに抑えることが出来た。このように、プラスチックレンズで構成したコリメート光学系ＣＯＬをビームエキスパンダ光学系ＥＸＰに組合わせる事で、対物光学系ＯＢＪの温度特性を補正するのに必要な、プラスチックレンズの屈折力をコリメート光学系ＣＯＬに振り分けることが可能となるので、エキスパンダ光学系ＥＸＰのレンズ設計の自由度（角倍率の選択等）が増す。
尚、温度が変化した場合の波面収差の変化量を算出する際には、光学系中に含まれるプラスチックレンズの温度変化に伴う屈折率変化のみを考慮し、コリメート光学系ＣＯＬのプラスチックレンズ、ビームエキスパンダ光学系ＥＸＰのプラスチックレンズと、対物光学系ＯＢＪの第1プラスチックレンズＬ１の屈折率変化率を−１．１×１０-4／℃、対物光学系ＯＢＪの第２プラスチックレンズＬ２の屈折率変化率を−０．９×１０-4／℃とした。
【実施例５】
【０１５１】
実施例５は、第６の光ピックアップ装置ＰＵ６に搭載する光ピックアップ光学系として最適な光学系であり、その具体的な数値データを表６に示す。
【表６−１】
2005129204.tif 000014
【表６−２】
2005129204.tif 000015
本実施例においては、近軸における屈折力が負であるガラスレンズと、近軸における屈折力が正であるプラスチックレンズとの２枚から構成されるカップリング光学系ＣＵＬを波長λ１と波長λ２の共通光路に配置し、更にカップリング光学系ＣＵＬと対物光学系ＯＢＪとの間の光路中に、波長λ３の光路を波長λ１と波長λ２の光路に合成するためのビームコンバイナを配設している。また、波長λ１の光束を射出する発光点と、波長λ２の光束を射出する発光点とを１つの筐体に収めたパッケージ光源ユニットと、カップリング光学系ＣＵＬとの間の光路中に光ディスクの情報記録面により反射された波長λ１の光束と波長λ２の光束を光検出器へ導くためのビームコンバイナを配設している。
更に、カップリング光学系ＣＵＬ中のガラスレンズとプラスチックレンズのアッベ数を（２）式を満たすように設定することで、波長λ１と波長λ２とに対して、色消しを行っているため、波長λ１と波長λ２の光束の両方がカップリング光学系ＣＵＬから平行光束として射出される。
【０１５２】
本実施例における対物光学系ＯＢＪの球面収差は、温度が３０度上昇した場合に補正過剰方向に変化するような温度依存性を有し、これによる波面収差の変化量は、０．０５７λＲＭＳである。このような温度特性を有する対物光学系ＯＢＪにカップリング光学系ＣＵＬを組合せることで、温度が３０度上昇した場合の波面収差の変化量を０．０１０λＲＭＳに抑えることが出来た。
尚、温度が変化した場合の波面収差の変化量を算出する際には、光学系中に含まれるプラスチックレンズの温度変化に伴う屈折率変化のみを考慮し、カップリング光学系ＣＵＰのプラスチックレンズと、対物光学系ＯＢＪの第１プラスチックレンズＬ１の屈折率変化率を−１．１×１０-4／℃、対物光学系ＯＢＪの第２プラスチックレンズＬ２の屈折率変化率を−０．９×１０-4／℃とした。
【実施例６】
【０１５３】
実施例６は、第７の光ピックアップ装置ＰＵ７に搭載する光ピックアップ光学系として最適な光学系であり、その具体的な数値データを表７に示す。
【表７−１】
2005129204.tif 000016
【表７−２】
2005129204.tif 000017
本実施例においては、近軸における屈折力が正のガラスレンズと、近軸における屈折力が正であるプラスチックレンズとの２枚からカップリング光学系ＣＵＬを構成し、プラスチックレンズとガラスレンズの光路中に、波長λ２の光路を波長λ１の光路に合成するためのビームコンバイナと、光ディスクの情報記録面により反射された波長λ１と波長λ２の光束を光検出器への導くためのビームコンバイナを配設している。更に、カップリング光学系ＣＵＬと対物光学系ＯＢＪの間に、波長λ３の光路を波長λ１と波長λ２の光路に合成させるためのビームコンバイナが配設されている。
【０１５４】
本実施例における対物光学系ＯＢＪの球面収差は、温度が３０度上昇した場合に補正過剰方向に変化するような温度依存性を有し、これによる波面収差の変化量は、０．０５７λＲＭＳである。このような温度特性を有する対物光学系ＯＢＪにカップリング光学系ＣＵＬを組合せることで、温度が３０度上昇した場合の波面収差の変化量を０．０１１λＲＭＳに抑えることが出来た。
尚、温度が変化した場合の波面収差の変化量を算出する際には、光学系中に含まれるプラスチックレンズの温度変化に伴う屈折率変化のみを考慮し、カップリング光学系ＣＵＬのプラスチックレンズと、対物光学系ＯＢＪの第１プラスチックレンズＬ１の屈折率変化率を−１．１×１０-4／℃、対物光学系ＯＢＪの第２プラスチックレンズＬ２の屈折率変化率を−０．９×１０-4／℃とした。
【実施例７】
【０１５５】
実施例７は、第８の光ピックアップ装置ＰＵ８に搭載する光ピックアップ光学系として最適な光学系であり、その具体的な数値データを表８に示す。
【表８−１】
2005129204.tif 000018
【表８−２】
2005129204.tif 000019
本実施例においては、近軸における屈折力が負のガラスレンズと、近軸における屈折力が正のプラスチックレンズとを貼り合わせた接合レンズと、近軸における屈折力が正のガラスレンズからカップリング光学系ＣＵＬを構成し、接合レンズとガラスレンズとの光路中に波長λ２の光路を波長λ１の光路に合成するためのビームコンバイナが配設されている。また、波長λ１の光源とカップリング光学系ＣＵＬの波長λ１の光路中に光ディスクで反射された波長λ１の光束を光検出器へ導くためのビームコンバイナが配設され、カップリング光学系ＣＵＬと対物光学系ＯＢＪの間に波長λ３の光路を波長λ１と波長λ２の光路に合成するためのビームコンバイナが配設されている。
【０１５６】
本実施例における対物光学系ＯＢＪの球面収差は、温度が３０度上昇した場合に補正過剰方向に変化するような温度依存性を有し、これによる波面収差の変化量は、０．０５７λＲＭＳである。このような温度特性を有する対物光学系ＯＢＪにカップリング光学系ＣＵＬを組合せることで、温度が３０度上昇した場合の波面収差の変化量を０．０１１λＲＭＳに抑えることが出来た。
尚、温度が変化した場合の波面収差の変化量を算出する際には、光学系中に含まれるプラスチックレンズの温度変化に伴う屈折率変化のみを考慮し、カップリング光学系ＣＵＬのプラスチックレンズと、対物光学系ＯＢＪの第１プラスチックレンズＬ１の屈折率変化率を−１．１×１０-4／℃、対物光学系ＯＢＪの第２プラスチックレンズＬ２の屈折率変化率を−０．９×１０-4／℃とした。
【実施例８】
【０１５７】
実施例８は、第９の光ピックアップ装置ＰＵ９に搭載する光ピックアップ光学系として最適な光学系であり、その具体的な数値データを表９に示す。
【表９−１】
2005129204.tif 000020
【表９−２】
2005129204.tif 000021
本実施例においては、波長λ１の専用光路中に、近軸の屈折力が負のガラスレンズと、近軸の屈折力が正のプラスチックレンズから成るカップリング光学系ＣＵＬを配置し、カップリング光学系ＣＵＬと対物光学系ＯＢＪの間に、波長λ２と波長λ３の光路を波長λ１の光路に合成するためのビームコンバイナがそれぞれ配設されている。
本実施例における対物光学系ＯＢＪの球面収差は、温度が３０度上昇した場合に補正過剰方向に変化するような温度依存性を有し、これによる波面収差の変化量は、０．０８５λＲＭＳである。このような温度特性を有する対物光学系ＯＢＪにカップリング光学系ＣＵＬを組合せることで、温度が３０度上昇した場合の波面収差の変化量を０．００７λＲＭＳに抑えることが出来た。
【０１５８】
尚、温度が変化した場合の波面収差の変化量を算出する際には、光学系中に含まれるプラスチックレンズの温度変化に伴う屈折率変化のみを考慮し、カップリング光学系ＣＵＬのプラスチックレンズと、対物光学系ＯＢＪの第１プラスチックレンズＬ１の屈折率変化率を−１．１×１０-4／℃、対物光学系ＯＢＪの第２プラスチックレンズＬ２の屈折率変化率を−０．９×１０-4／℃とした。
尚、上述した実施例１〜７において、収差補正光学系中の１つのレンズを光軸方向に移動させることで、高密度光ディスクＨＤの保護層ＰＬ１の厚み誤差（製造誤差等）による球面収差、及び、波長λ１の波長変化による球面収差を補正することが可能である。
【実施例９】
【０１５９】
実施例９は、第５の光ピックアップ装置ＰＵ５に搭載する光ピックアップ光学系として最適な光学系であり、その具体的な数値データを表１０に示す。
【表１０−１】
2005129204.tif 000022
【表１０−２】
2005129204.tif 000023
近軸における屈折力が負であるガラスレンズと、近軸における屈折力が正であるプラスチックレンズとの２枚のレンズから構成されるビームエキスパンダ光学系ＥＸＰを、波長λ１、波長λ２及び波長λ３の共通光路中に配設し、更に、ビームエキスパンダ光学系中のガラスレンズとプラスチックレンズのアッベ数を（２）式を満たすように設定することで、波長λ１と波長λ２とに対して、色消しを行っているため、波長λ１と波長λ２の光束の両方がビームエキスパンダ光学系から平行光束として射出される。
本実施例における対物光学系ＯＢＪ'の球面収差は、温度が３０度上昇した場合に補正過剰方向に変化するような温度依存性を有し、これによる波面収差の変化量は、０．０２７λＲＭＳである。このような温度特性を有する対物光学系ＯＢＪ'にビームエキスパンダ光学系ＥＸＰを組合せることで、温度が３０度上昇した場合の波面収差の変化量を０．００５λＲＭＳに抑えることが出来た。
尚、温度が変化した場合の波面収差の変化量を算出する際には、光学系中に含まれるプラスチックレンズの温度変化に伴う屈折率変化のみを考慮し、ビームエキスパンダ光学系ＥＸＰのプラスチックレンズの屈折率変化率を−１．１×１０-4／℃、対物光学系ＯＢＪ'の屈折率変化率を−０．９×１０-4／℃とした。
【実施例１０】
【０１６０】
実施例１０は、第１０の光ピックアップ装置ＰＵ１０に搭載する光ピックアップ光学系として最適な光学系であり、その具体的な数値データを表１１に示す。
【表１１−１】
2005129204.tif 000024
【表１１−２】
2005129204.tif 000025
近軸における屈折力が負であるガラスレンズと、近軸における屈折力が正であるプラスチックレンズとの２枚のレンズから構成されるカップリング光学系ＣＵＬを、波長λ１、波長λ２及び波長λ３の共通光路中に配設し、更に、波長λ１の光束を射出する発光点、波長λ２の光束を射出する発光点と、波長λ３の光束を射出する発光点とを１つの筐体に収めたパッケージ光源ユニットと、カップリング光学系ＣＵＬとの間の光路中に光ディスクの情報記録面により反射された波長λ１、波長λ２、及び波長λ３の光束を光検出器へ導くためのビームコンバイナを配設している。
更に、カップリング光学系ＣＵＬ中のガラスレンズとプラスチックレンズのアッベ数を（２）式を満たすように設定することで、波長λ１と波長λ２とに対して、色消しを行っているため、波長λ１と波長λ２の光束の両方がカップリング光学系ＣＵＬから平行光束として射出される。
【０１６１】
本実施例における対物光学系ＯＢＪ'の球面収差は、温度が３０度上昇した場合に補正過剰方向に変化するような温度依存性を有し、これによる波面収差の変化量は、０．０２７λＲＭＳである。このような温度特性を有する対物光学系ＯＢＪ'にカップリング光学系ＣＵＬを組合せることで、温度が３０度上昇した場合の波面収差の変化量を０．００６λＲＭＳに抑えることが出来た。
尚、温度が変化した場合の波面収差の変化量を算出する際には、光学系中に含まれるプラスチックレンズの温度変化に伴う屈折率変化のみを考慮し、カップリング光学系ＣＵＬのプラスチックレンズの屈折率変化率を−１．１×１０-4／℃、対物光学系ＯＢＪの屈折率変化率を−０．９×１０-4／℃とした。
【実施例１１】
【０１６２】
実施例１１は、第１１の光ピックアップ装置ＰＵ１１に搭載する光ピックアップ光学系として最適な光学系であり、その具体的な数値データを表１２に示す。
【表１２−１】
2005129204.tif 000026
【表１２−２】
2005129204.tif 000027
近軸における屈折力が負であるガラスレンズと、近軸における屈折力が正であるプラスチックレンズとの２枚のレンズから構成されるビームエキスパンダ光学系ＥＸＰを、波長λ１、波長λ２及び波長λ３の共通光路中に配設している。
更に、入射光束の波長に応じて、ビームエキスパンダ光学系ＥＸＰ中のガラスレンズ（第１レンズＥＸＰ）の光軸方向の位置を１軸アクチュエータＵＡＣにより調整することで、第１光束乃至第３光束は、何れもビームエキスパンダ光学系ＥＸＰから平行光束の状態で射出される。
【０１６３】
本実施例における対物光学系ＯＢＪ''の球面収差は、高密度光ディスクＨＤに対する情報の記録／再生時に、温度が３０度上昇した場合に補正過剰方向に変化するような温度依存性を有し、これによる波面収差の変化量は、０．０６８λＲＭＳである。このような温度特性を有する対物光学系ＯＢＪ''にビームエキスパンダ光学系ＥＸＰを組合せることで、温度が３０度上昇した場合の波面収差の変化量を０．０２９λＲＭＳに抑えることが出来た。
尚、温度が変化した場合の波面収差の変化量を算出する際には、光学系中に含まれるプラスチックレンズの温度変化に伴う屈折率変化のみを考慮し、ビームエキスパンダ光学系ＥＸＰ中のプラスチックレンズ（第２レンズＥＸＰ２）の屈折率変化率と、対物光学系ＯＢＪ''の屈折率変化率を−０．９×１０-4／℃とした。
【０１６４】
図１３に、実施例１の光学系において、ビームエキスパンダ光学系ＥＸＰのガラスレンズとプラスチックレンズとの間隔を変化させることで、高密度光ディスクＨＤの保護層ＰＬ１の厚み変化（厚み誤差等）に対して球面収差を補正した結果を示す。
更に、図１４に、実施例５の光学系において、カップリング光学系ＣＵＬのガラスレンズとプラスチックレンズとの間隔を変化させることで、波長λ１の変化に対して球面収差を補正した結果を示す。
これらの結果から、実施例１〜８の光学系は、２層ディスクの記録／再生特性にも優れ、又、青紫色半導体レーザ光源ＬＤ１の発振波長に対して十分な公差を有することが判る。
以上の実施の形態及び実施例においては、高密度光ディスクＨＤ、ＤＶＤ及びＣＤの３種類の光ディスクに対して記録／再生可能な光ピックアップ光学系、及び光ピックアップ装置を例に挙げて説明したが、高密度光ディスクＨＤ及びＤＶＤの２種類に光ディスク、或いは高密度光ディスクＨＤ及びＣＤの２種類の光ディスクに対して記録／再生可能な光ピックアップ光学系、及び光ピックアップ装置に、本発明を適用できることは容易に理解されるところである。
例えば、それら２種類の光ディスクの記録／再生に必要な光学系要素を残しつつ、その他の光学系要素を削除して構成することができ、それにより、更に、小型化、軽量化、低コスト化、構成の簡素化された光ピックアップ光学系、及び光ピックアップ装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１６５】
【図１】光ピックアップ装置の構成を示す要部平面図である。
【図２】対物光学系の構造を示す図面である。
【図３】収差補正素子の構造を示す図面である。
【図４】光ピックアップ装置の構成を示す要部平面図である。
【図５】光ピックアップ装置の構成を示す要部平面図である。
【図６】光ピックアップ装置の構成を示す要部平面図である。
【図７】光ピックアップ装置の構成を示す要部平面図である。
【図８】光ピックアップ装置の構成を示す要部平面図である。
【図９】光ピックアップ装置の構成を示す要部平面図である。
【図１０】光ピックアップ装置の構成を示す要部平面図である。
【図１１】光ピックアップ装置の構成を示す要部平面図である。
【図１２】光ピックアップ装置の構成を示す要部平面図である。
【図１３】高密度光ディスクの保護層の厚み変化による球面収差の補正結果を示すグラフである。
【図１４】波長λ１の変化による球面収差の補正結果を示すグラフである。
【図１５】光ピックアップ装置の構成を示す要部平面図である。
【図１６】対物光学系の構造を示す図面である。
【符号の説明】
【０１６６】
ＡＣ    アクチュエータ
ＬＤ    光源
ＥＸＰ  ビームエキスパンダ光学系
ＣＵＬ  カップリング光学系
ＯＢＪ  対物レンズ
ＯＤ    光情報記録媒体
ＰＵ    光ピックアップ装置
ＲＬ    情報記録面
【図１】
2005129204.tif 000028
【図２】
2005129204.tif 000029
【図３】
2005129204.tif 000030
【図４】
2005129204.tif 000031
【図５】
2005129204.tif 000032
【図６】
2005129204.tif 000033
【図７】
2005129204.tif 000034
【図８】
2005129204.tif 000035
【図９】
2005129204.tif 000036
【図１０】
2005129204.tif 000037
【図１１】
2005129204.tif 000038
【図１２】
2005129204.tif 000039
【図１３】
2005129204.tif 000040
【図１４】
2005129204.tif 000041
【図１５】
2005129204.tif 000042
【図１６】
2005129204.tif 000043